Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen des beantragten Projektes sollten wirksame und umweltvertr\u00e4gliche Varianten des Antibiotikums Ciprofloxacin aufbauend auf einer Vielzahl bereits vorliegender eigener Ergebnisse zur Abbaubarkeit am Computer entwickelt und nach in silico Validierung synthetisiert werden. Das Projekt sollte die Vereinbarkeit von Wirkstoffentwicklung mit umweltwissenschaftlichen und Nachhaltigkeitsaspekten demonstrieren und damit das Forschungsfeld der nachhaltigen Pharmazie erweitern und unterst\u00fctzen und einen Beitrag zum Gew\u00e4sserschutz liefern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wurde die Struktur des Antibiotikums Ciprofloxacin gezielt so ver\u00e4ndert, dass neue Stoffe basierend auf der Grundstruktur des Ausgangsstoffes und verschiedenen abbaubaren Seitenketten resultierten. <\/p>\n
Die angewandten Arbeitsschritte bzw. Methoden waren vor allem: <\/p>\n
1. In silico Entwicklung und Validierung von abbaubaren Antibiotika-Kandidaten
\n2. Synthese ausgew\u00e4hlter Kandidaten
\n3. Pr\u00fcfung der pharmakologischen Wirksamkeit und Stabilit\u00e4t in vitro
\n4. Testung der biologischen Abbaubarkeit und Analyse der Zerfallsprodukte
\n5. \u00d6kotoxikologische Testung
\n6. Patentierung und Publikation<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurden mit Hilfe von computergest\u00fctzten Methoden, durch gezielte molekulare Strukturver\u00e4nderungen in Kombination mit experimentellen Methoden, umweltfreundlichere Varianten von Ciprofloxacin und seiner Grundstruktur entwickelt. Die ersten ausgew\u00e4hlten Kandidaten wurden systematisch am Computer optimiert. Daf\u00fcr wurde die bereits aufgebaute Biomolek\u00fclbibliothek signifikant erweitert (auf ca. 400 Naturstoffe). So konnten gro\u00dfangelegte Screeningans\u00e4tze durchgef\u00fchrt werden.
\nMehrere Varianten konnten erfolgreich synthetisiert werden. Zwei der Varianten Cipro-Hemi und CG008-Hemi, die sich nach mehreren Verbesserungszyklen ergaben, sind gegen\u00fcber ausgew\u00e4hlten pathogenen Bakterien in vitro wirksam. Die antibiotische Wirksamkeit in den \u00fcblichen Testsystemen gegen\u00fcber ausgew\u00e4hlten und typischen pathogenen Bakterien ist etwas geringer als die des Ciprofloxacins. Bez\u00fcglich Absorption, Distribution, Metabolismus und Toxizit\u00e4t (ADMET) sind sie nach ersten Untersuchungen jedoch geeignete Kandidaten f\u00fcr neue Arzneimittel. In der Umwelt wird der eine Wirkstoff teilweise abgebaut und deaktiviert. Der andere zerf\u00e4llt bei der Ausscheidung (in der Blase) in zwei inaktive Teile, wobei der eine schnell und vollst\u00e4ndig biologisch in der Umwelt abbaubar ist. Die verbleibenden Fragmente sind im ausgew\u00e4hlten Testsystem (Algen) nicht toxisch. Die beiden Substanzen wurden zum Patent angemeldet, um einerseits die Forschungsarbeiten weiterf\u00fchren zu k\u00f6nnen und die Substanzen f\u00fcr pharmazeutische Unternehmen interessant zu machen und die Chance zu wahren, dass sie zu Arzneimitteln weiterentwickelt werden k\u00f6nnen. Die Patenteinreichung ist auch Voraussetzung um einen Antrag zur F\u00f6rderung weiterer Arbeiten, f\u00fcr weitere Strukturvarianten und Erzeugung weiterer relevanter Daten beim BMBF einreichen zu k\u00f6nnen. Ein solcher Antrag ist in Vorbereitung und wird zeitnah beim BMBF eingereicht werden.
\nNeben den eigentlichen Wirkstoffen wurden Varianten des Grundger\u00fcsts bzw. der beim Zerfall\/Abbau in der Umwelt entstehenden Fragmente synthetisiert und untersucht, was zu einem besseren Verst\u00e4ndnis der Gr\u00fcnde f\u00fcr die Stabilit\u00e4t des Grundger\u00fcsts bzw. der gebildeten Fragmente in der Umwelt f\u00fchrte.
\nNeben den genannten Arbeiten entstand eine Masterarbeit. Einige Arbeiten werden im Rahmen von zwei Dissertationen fortgef\u00fchrt, f\u00fcr die Stipendien eingeworben werden konnten. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt wurde von Anfang an durch intensive \u00d6ffentlichkeitsarbeit (Presse, Rundfunk, Fernsehen) auch durch die DBU begleitet, nicht zuletzt war auch die Patenteinreichung ein Anlass daf\u00fcr. Es gab vielf\u00e4ltige nationale und internationale, zum Teil bis jetzt anhaltende Resonanz, das nicht zuletzt zu vermehrtem Interesse und Kontakten mit pharmazeutischen Unternehmen f\u00fchrte, die mehr \u00fcber die Wirkstoffe und das Konzept an sich wissen wollten. In einigen F\u00e4llen wurden in den Unternehmen Vortr\u00e4ge vor Mitarbeitern der Arzneimittelentwicklung gehalten, die dadurch zum Teil erstmals mit den Themen Arzneimittel in der Umwelt und Nachhaltige Pharmazie in Kontakt kamen. Das Konzept als solches sowie u. a. die laufenden Arbeiten (um die Patentanmeldung nicht zu gef\u00e4hrden nur andeutend) wurden auf einer Vielzahl nationaler und internationaler Tagungen, meist eingeladene Vortr\u00e4ge, der Fach\u00f6ffentlichkeit vorgestellt. Es traf auf gro\u00dfes Interesse.<\/p>\n
Leder, C.; Rastogi, T.; K\u00fcmmerer, K. (2015) Putting benign by design into practice-novel concepts for green and sustainable pharmacy: Designing green drug derivatives by non-targeted synthesis and screening for biodegradability. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 2, 31\u201336.
\nIn diesem Artikel werden neue Ideen und Konzepte zur Entwicklung umweltfreundlicher Medikamente vorgestellt. Das F\u00f6rderprogramm \u201eNachhaltige Pharmazie\u201c der DBU findet hier besondere Erw\u00e4hnung. Au\u00dferdem wurde die F\u00f6rderung durch die DBU in der Danksagung anerkannt.
\nEin Manuskript zur Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse ist erstellt, soll aber erst zur Ver\u00f6ffentlichung eingereicht werden, wenn die Patente erteilt oder endg\u00fcltig verwehrt wurden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Insgesamt konnte erfolgreich demonstriert werden, dass sich verbesserte Umweltfreundlichkeit und pharmazeutische Wirksamkeit nicht grunds\u00e4tzlich ausschlie\u00dfen. Mit der Anmeldung zweier Stoffe zum Patent hat sich auch die Haltung der Industrie gegen\u00fcber diesem Ansatz deutlich ge\u00e4ndert. Sie spricht nicht mehr kategorisch davon, dass dies nicht m\u00f6glich w\u00e4re, sondern lediglich, dass es noch viel Zeit ben\u00f6tige.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Im Rahmen des beantragten Projektes sollten wirksame und umweltvertr\u00e4gliche Varianten des Antibiotikums Ciprofloxacin aufbauend auf einer Vielzahl bereits vorliegender eigener Ergebnisse zur Abbaubarkeit am Computer entwickelt und nach in silico Validierung synthetisiert werden. Das Projekt sollte die Vereinbarkeit von Wirkstoffentwicklung mit umweltwissenschaftlichen und Nachhaltigkeitsaspekten demonstrieren und damit das Forschungsfeld der […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[64,51,53],"class_list":["post-26408","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"30839\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"460.944,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Leuphana Universit\u00e4t L\u00fcneburg\nProfessur f\u00fcr Nachhaltige Chemie und\nStoffliche Ressourcen","dbu_projektdatenbank_strasse":"Universit\u00e4tsallee 1","dbu_projektdatenbank_plz_str":"21335","dbu_projektdatenbank_ort_str":"L\u00fcneburg","dbu_projektdatenbank_p_von":"2014-11-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2018-04-30 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"+49 4131 677-2893","dbu_projektdatenbank_inet":"www.leuphana.de\/klaus-kuemmerer.html","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"121","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-30839.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26408","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26408\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43235,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26408\/revisions\/43235"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26408"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26408"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26408"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}