Überwachung der Immunsuppressionstherapie nach Organtransplantationen mit einem Biosensor
Die enormen Erfolge der modernen Transplantationsmedizin beruhen nicht zuletzt auf der Existenz von Medikamenten wie Cyclosporin A (CsA, Sandimmun®, Optoral®), die das Immunsystem unterdrücken und so eine Transplantatabstoßung verhindern. Im Rahmen des Projekts gelang ein Quantensprung in der Immunsuppressionstherapie: Mit einem neu entwickelten Biosensor-Test wurde die immunsuppressive Aktivität von Cyclosporin A unter Berücksichtigung der Einflüsse seiner ebenfalls wirksamen Stoffwechselprodukte bestimmt. Dieses innovative Verfahren, die Medikamentendosis zu kontrollieren, ist genauer, erhöht die Lebensqualität der Patienten und kommt ohne den Einsatz umwelt- und gesundheitsbelastender Lösungsmittel aus.
Bei jeder Transplantation besteht die Gefahr, dass das Immunsystem des Patienten das neue Organ nicht annimmt. Deswegen wird die Immunabwehr beispielsweise mit dem Medikament Cyclosporin A unterdrückt. Nach der Operation müssen die Ärzte den Zustand des Patienten ständig überwachen: Eine zu hohe Dosis führt zu lebensgefährlichen Nebenwirkungen, eine zu geringe zur Transplantatabstoßung.
Bestimmung der Aktivität anstelle der Konzentration
Die bisher in der klinischen Routine angewandten Verfahren bestimmen die Konzentration des Medikaments im Blut. Die so genannte Pharmokokinetik, d.h. die Aufnahme, die Verteilung und der Abbau von Cyclosporin A, ist nicht nur von Patient zu Patient, sondern für den Einzelnen selbst sehr unterschiedlich. Die Konzentrationsbestimmung lässt daher keine Aussage über die notwendige Dosierung von Cyclosporin A zu. Der neu entwickelte Biosensor-Test bestimmt die tatsächlich vorhandene biologische Wirkung, also die Aktivität, des Medikaments. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass die Wirkung von Soffwechselprodukten des Cyclosporin A, die nach Gabe des Medikaments im Körper entstehen und ebenfalls die körpereigene Immunabwehr unterdrücken, mit bestimmt wird.
Umweltfreundlicher Biosensor-Test
Mit Hilfe eines umweltfreundlichen optischen Biosensors (BIACORE®2000-Gerät) auf Grundlage der Oberflächen-Plasmonen-Resonanz-Technik wurde ein automatisierbarer Test, ein so genannter Rezeptorassay, entwickelt, der die Aktivität von Cyclosporin A unter Einbeziehung der im Blut vorhandenen Metabolite bestimmt. Die Messung mithilfe des optischen Biosensors erfolgt – anders als bei der bisher in vielen Fällen unersetzlichen HPLC-Analytik – lösungsmittelfrei, wodurch das neue Analysensystem zu einer beträchtlichen Umweltentlastung beiträgt.
Die immunsuppressive Wirkung von Cyclosporin A beruht darauf, dass es im Komplex mit Cyclophilin A (Cyp) die Protein-Phosphatase Calcineurin bindet und dadurch hemmt, was schlussendlich zum Ausbleiben der Immunantwort führt. Die Nachbildung dieses natürlichen Wirkkomplexes auf einem Sensorchip des optischen Biosensors ermöglicht die Bestimmung der Cyclosporin A-Aktivität einer Probe anstelle der Konzentrationsbestimmung. Im statistisch ausgewerteten Vergleich mit zwei etablierten Routinemethoden zeigte der Rezeptorassay eine bessere Übereinstimmung mit den hämatologischen und klinisch-chemischen Parametern. Durch die verbesserte Aussagekraft des Tests lässt sich die medikamentöse Therapie nach Transplantationen optimieren.
Projektziel: Verbesserung der medizinischen Betreuung von Transplantationspatienten durch Entwicklung einer wirkungsbezogenen und umweltfreundlichen Analysenmethode für das immunsuppressive Medikament Cyclosporin A Projektträger: Inventus BioTec GmbH & Co. KG
Dr. Norbert Bartetzko
Nottulner Landweg 90
48161 Münster Telefon: 02534/800-126 Fax: 02534/800-124 URL: http://www.inventus-biotec.com E-Mail: inventus@inventus-biotec.com Mithilfe eines optischen Biosensors (BIACORE®2000-Gerät) wurde der neuartige Test entwickelt, der die immunsuppressive Aktivität von Cyclosprorin A und seiner Stoffwechselprodukte bestimmt.Die Unterdrückung der Immunabwehr beruht auf der Ausbildung eines ternären Komplexes aus Cyclosporin A (CsA), Cyclophilin A (Cyp) und Calcineurin. Die Abbildung zeigt das aus der Komplexbildung resultierende Signal des Biosensors.
