Neues Molekül imitiert die gerinnungshemmende Wirkung blutsaugender Organismen
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Die Natur hat Zecken, Mücken und Blutegeln eine schnelle Möglichkeit gegeben, die Blutgerinnung zu verhindern, damit sie ihre Nahrung aus ihrem Wirt extrahieren können. Nun wurde der Schlüssel zu dieser Methode von einem Forscherteam der Duke University als potenzielles Antikoagulans verwendet, das als Alternative zu Heparin bei Angioplastie, Dialyse, Operationen und anderen Verfahren eingesetzt werden könnte.
In einem im Journal Nature Communications veröffentlichten Artikel beschreiben Forscher ein synthetisches Molekül, das die Wirkung von Verbindungen im Speichel blutsaugender Lebewesen nachahmt. Wichtig ist, dass das neue Molekül auch schnell neutralisiert werden kann, sodass die Gerinnung nach der Behandlung bei Bedarf wieder aufgenommen werden kann.
„Biologie und Evolution haben mehrfach hochwirksame Antikoagulationsstrategien entwickelt“, sagte der leitende Autor Bruce Sullenger, Ph.D., Professor in den Abteilungen für Chirurgie, Zellbiologie, Neurochirurgie sowie Pharmakologie und Krebsbiologie an der Duke University School of Medicine. „Das ist das ideale Modell.“
Sullenger und seine Kollegen an der Duke University und der University of Pennsylvania, darunter der Hauptautor Haixiang Yu, Ph.D., ein Mitglied von Sullengers Labor, begannen mit der Beobachtung, dass alle blutsaugenden Organismen ein ähnliches System zur Hemmung der Blutgerinnung entwickelt haben. Das Antikoagulans in ihrem Speichel verwendet einen zweiphasigen Prozess: Es bindet an die Oberfläche bestimmter Gerinnungsproteine im Blut des Wirts und dringt in den Kern des Proteins ein, um die Gerinnung während der Nahrungsaufnahme vorübergehend zu inaktivieren.Blutsaugende Organismen zielen auf verschiedene Proteine unter den mehr als zwei Dutzend Molekülen ab, die an der Gerinnung beteiligt sind, aber das Forschungsteam konzentrierte sich auf die Entwicklung von Molekülen, die Thrombin und Faktor Xa im menschlichen Blut angreifen und eine zweiphasige Antikoagulationsfunktion gegen diese Proteine erreichen.
Die nächste Herausforderung bestand darin, eine Möglichkeit zu entwickeln, den Prozess umzukehren, was für den klinischen Einsatz notwendig ist, um sicherzustellen, dass Menschen nicht bluten. Durch das vollständige Verständnis des Aktivierungsmechanismus konnten die Forscher ein Gegenmittel entwickeln, das die Blutgerinnung schnell wiederherstellt.
„Wir glauben, dass dieser Ansatz für Patienten sicherer sein und weniger Entzündungen verursachen könnte“, sagte Yu.
Ein weiterer Vorteil ist, dass es sich um ein synthetisches Molekül handelt, im Gegensatz zum aktuellen klinischen Standard der letzten 100 Jahre, Heparin. Heparin wird aus Schweinedärmen gewonnen, was eine riesige landwirtschaftliche Infrastruktur erfordert, die Umweltverschmutzung und Treibhausgase erzeugt.
„Dies ist Teil meiner neuen Leidenschaft – die Verbesserung der Blutgerinnungskontrollen, um Patienten zu helfen und gleichzeitig Klimaaspekte zu berücksichtigen“, sagte Sullenger. „Die medizinische Gemeinschaft beginnt zu erkennen, dass hier ein großes Problem vorliegt und wir Alternativen zur Verwendung von Tieren zur Herstellung von Medikamenten finden müssen.“