Krankheiten heilen, indem man körpereigene Regenerationsprozesse anstößt und unterstützt – so sieht eine Strategie der regenerativen Medizin aus. „Unsere Idee besteht darin, Implantate so geschickt mit mehreren arzneilichen Wirkstoffen zu besetzen, dass sie im Körper die Bildung unterschiedlicher Gewebe auslösen“, erklärt Lorenz Meinel.
Denkbar sei dieser Ansatz bei der Behandlung von Knochen- und Knorpelschäden, wie sie zum Beispiel durch Sportverletzungen oder altersbedingten Gelenkverschleiß entstehen. In solchen Fällen könne man Implantate so mit Wirkstoffen ausstatten, dass sich auf der einen Seite Knorpel, auf der anderen Seite Knochen bildet. Diese Methodik wendet Meinels Gruppe auf das Muskel-Skelett-System an, aber auch im Zusammenhang mit der Reparatur peripherer Nervenverletzungen.
Schwer lösliche Arzneistoffe verfügbar machen
Viele Wirkstoffe, etwa aus dem Bereich der Antibiotika oder Krebsmittel, haben exzellente Wirkungen, zum Beispiel in Zellkulturen. Allerdings ist es oft schwierig, aus diesen Wirkstoffen Medikamente zu entwickeln, die den Patienten die ersehnte Hilfe bringen. Denn teilweise sind die Wirkstoffe so schlecht löslich, dass sie sich nicht in Arzneimitteln verarbeiten lassen, die die Wirkung optimal auf den Patienten übertragen.
Derartige Wirkstoffe können aber – nach einer genauen Charakterisierung und mit dem ein oder anderen technologischen Trick – teilweise doch noch zu Medikamenten werden. „Es kann zum Beispiel mit geeigneten Lösungsvermittlern gelingen, auch diese widerspenstigen Wirkstoffe verfügbar zu machen“, sagt Meinel, „und das sogar in Tablettenform, so dass die Patienten sie bequem oral einnehmen können.“ Auf diesem Forschungsgebiet kooperiert der neue Professor mit der pharmazeutischen Industrie.
Proteine als Arzneistoffe verbessern
Meinels Team beschäftigt sich auch mit der Modifikation von Proteinen, die als Arzneistoffe zum Einsatz kommen. Ziel dabei ist es, den Proteinen bei möglichst unverändertem Wirkprofil bessere technologische Eigenschaften zu verleihen.
„Durch geschickte kleinere Modifikationen wollen wir beispielsweise erreichen, dass ein Protein therapeutisch nutzbare Kristalle bildet, die es in seiner ursprünglichen Form nicht ausbilden kann“, erklärt Meinel.
Das kann Vorteile bringen: Kristalle sind in der Regel stabiler als das einfache, gelöste Protein. Das ist wichtig, wenn man an den Transport und die Lagerungszeiträume denkt, die zwischen Herstellung und Anwendung beim Patienten liegen. Zudem lassen sich Protein-Kristalle den Patienten als Depot verabreichen, aus dem die Wirkstoffe nach und nach in den Körper „tröpfeln“.
So kann unter Umständen die Häufigkeit der Anwendung verringert werden.
Einsatzmöglichkeiten für Protein-Kristalle ergeben sich in vielen Bereichen, beispielsweise zur Behandlung der rheumatoiden Arthritis oder bei der Sarkopenie, dem Verlust von Muskelmasse und Muskelfunktion im Alter. Die Sarkopenie bezeichnet Lorenz Meinel als Problem mit „großer Bedeutung für unser Gesundheitssystem und entsprechenden sozio-ökonomischen Folgen“.
Die Sarkopenie kommt schleichend, verursacht eine zunehmende körperliche Inaktivität und ist eine häufige Ursache dafür, dass ältere Menschen stürzen und sich eventuell Knochenbrüche zuziehen.
Diese drei Forschungsrichtungen baut Lorenz Meinel nun am Campus Würzburg auf. Was ihn freut: „Schon jetzt haben sich viele interessante Kooperationsmöglichkeiten ergeben.“ Unter anderem strebt er eine Zusammenarbeit mit dem Sonderforschungsbereich 630 (Neue Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten) und mit dem Muskuloskelettalen Zentrum an.
Werdegang von Lorenz Meinel
Lorenz Meinel, 1972 in Lich bei Gießen geboren, hat Pharmazie an der Universität Würzburg studiert. Seine erste, naturwissenschaftlich ausgerichtete Doktorarbeit über die Regeneration von Knochengewebe absolvierte er an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Im Anschluss ging er 2002 mit einem Feodor-Lynen-Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung in die USA, ans Massachusetts Institute of Technology. Dort blieb er zwei Jahre lang.
Zurück in Deutschland, begann Meinel an der Universität Frankfurt/Main eine zweite, medizinische Doktorarbeit über die Regeneration von Knochen und Knorpel mit Hilfe von Stammzellen und Proteingerüsten. 2005 schloss er sie ab, wechselte dann zur Novartis Pharma AG in Zürich. Dort war er zunächst in der technischen Entwicklung tätig, später Direktor im Bereich translationale Medizin. In dieser Zeit habilitierte er sich an der ETH Zürich.
Von Novartis folgte Meinel schließlich dem Ruf an die Universität Würzburg. Hier trat er am 1. Oktober 2010 die Nachfolge von Professor Ingfried Zimmermann auf dem Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie an.
Kontakt
Prof. Dr. Lorenz Meinel, Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie, Universität Würzburg,
T (0931) 31-83765, l.meinel@pharmazie.uni-wuerzburg.de
