Ein Leben ohne Sonnenlicht wäre für uns undenkbar – ja sogar unmöglich. Denn der helle Stern ist die Energiequelle der Erde, mit deren Hilfe grüne Pflanzen Kohlendioxid und Wasser in organische Stoffe und Sauerstoff umwandeln. Zudem ist die Sonne eine wichtige Wärmequelle, der Motor für das Wettergeschehen, und sie bestimmt den Rhythmus der Tages- und Jahreszeiten für Mensch und Tier. Doch die Sonne kennt auch eine Schattenseite: UV-A-, UV-B- und UV-C-Strahlen dringen durch die Ozonschicht und können Hautschäden bzw. Aktinische Keratosen oder sogar Hautkrebs – die weltweit am meisten vorkommende Krebserkrankung¹ – hervorrufen.
Licht als externer Wirkstoff-Stimulus
Mittlerweile machen sich Forscher jedoch eben diese “Strahlkraft” von Licht zunutze. In einem relativ neuen, interdisziplinären Forschungsfeld, der Photopharmakologie, werden die Wechselwirkungen zwischen Licht und Arzneimitteln untersucht. Wissenschaftler beschäftigen sich dabei mit Medikamenten, die dank eines molekularen Lichtschalters mit einem Lichtimpuls funktionieren². Das bedeutet: Der Wirkstoff wird erst dort aktiviert, wo er auch seine Wirkung entfalten soll. Das geschieht einfach per Lichtimpuls. Mit einem weiteren Impuls dieser Art lässt er sich wieder ausschalten und die Wirkung endet. Licht kann auf dieses Weise die Reaktivität, Stabilität, Wirksamkeit oder Toxizität von Arzneimitteln beeinflussen. Die Forschenden versprechen sich davon vor allem weniger Nebenwirkungen für Patienten sowie eine Reduzierung möglicher Resistenzen, die sich aus einem langfristigen Einsatz von Wirkstoffen ergeben können.
Ein Beispiel für medikamentöse Anwendungen in der Photopharmakologie ist die Optogenetik. Sie verwendet genetisch veränderte Proteine, um Zellen durch Lichtstimulation zu aktivieren oder zu hemmen. Wissenschaftler können mit den lichtgesteuerten Kanalproteinen Channelrhodopsine Nervenzellen mit Licht an- und abschalten. Nun sollen die Kanäle so weiter entwickelt werden, dass sich damit Nervenzellen der Netzhaut im menschlichen Auge in Lichtsinneszellen verwandeln lassen, mit denen Patienten, deren Sinneszellen zerstört sind, wieder optische Reize wahrnehmen können. Hierzu haben die Max-Planck-Innovation, eine Technologietransfer-Organisation der Max-Planck-Gesellschaft, und Fovea Pharmaceuticals, ein Tochterunternehmen des Pharmaunternehmens Sanofi (ISIN: FR000012057) eine Lizenzvereinbarung für die Anwendung von Channelrhodopsinen unterschrieben, die im Erfolgsfall nahezu oder völlig blinden Patienten ihre Sehkraft zurückgeben soll³.
Auch im Bereich der Medizintechnik spielt UV-Licht eine wichtige Rolle. So werden spezielle LED-Phototherapieleuchte wie z.B. BiliLux von Drägerwerk (ISIN: DE0005550636) zur Behandlung von unkonjugierter Hyperbilirubinämie (Gelbsucht) bei Früh- und Neugeborenen verwendet.
Mit Licht gegen aktinische Keratose: die Photodynamische Therapie
Ein Beispiel für die kombinierte Therapie mit Licht und photopharmakologischen Wirkstoffen ist die Photodynamische Therapie (PDT). Sie wird z.B. zur Behandlung leichter bis mittelschwerer Aktinischer Keratosen sowie Basalzellkarzinomen angewendet. Hierbei wird die Vorstufe einer photosensibilisierende Substanz, wie bei dem PDT-Produkt von Biofrontera (ISIN: DE0006046113), auf die betreffenden Hautareale aufgetragen. Diese Substanz wird dort in einen photosensibilisierenden Stoff umgewandelt, durch Licht aktiviert und es entstehen reaktive Sauerstoffspezies, die Tumorzellen schädigen und abtöten können.
Die Photopharmakologie hat das Potenzial, die Arzneimittelentwicklung und die gezielte Therapie zu verbessern. Denn durch Lichtimpulse kann die gezielte Freisetzung oder Aktivierung von Wirkstoffen in spezifischen Geweben ermöglicht werden, was die Nebenwirkungen verringern und den Therapieerfolg verbessern kann.
Quellen:
³https://www.mpg.de/4420491/optogenetics_retinal_diseases
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