Wirkungsweise von Schmerzmitteln: Opioidrezeptoren (blau) sind in die Zellmembran (grau) eingebettet. Der Ligand, der Wirkstoff, der sich an den Rezeptor binden kann (grün), muss in den Rezeptor eintreten, um schmerzlindernde Effekte zu haben. © ZIB
Schmerzmittel mit weniger Nebenwirkungen durch mathematische Optimierung
Schmerzmittel haben oft schwerwiegende Nebenwirkungen oder bergen ein hohes Suchtpotenzial. Ziel der Wirkstoffentwicklung ist daher, Substanzen mit weniger Nebenwirkungen und geringerer Suchtgefahr bei mindestens gleicher Wirkung zu schaffen.
Forschenden von MATH+ ist mithilfe der Entwicklung neuer mathematischer Theorien und Algorithmen, die die Bindungsprozesse von Wirkstoffen an die Zielmoleküle präzise darstellen können, ein Durchbruch gelungen. Dies ermöglicht die genaue Berechnung der Bindungsraten eines Medikamentenkandidaten an den Rezeptor auf der Zelloberfläche, unter Berücksichtigung der chemischen Umgebung des Rezeptors. Da sich die chemische Umgebung zwischen gesundem und erkranktem Gewebe unterscheidet, wird die Entwicklung von Medikamenten möglich, die nur im erkrankten Gewebe wirken und so schwerwiegende Nebenwirkungen vermeiden.
Die Kombination aus mathematischer Innovation und moderner Wirkstoffforschung hat das Potenzial, die Medikamentenentwicklung sicherer und effektiver zu gestalten.