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Neue Wege in der Phytopharmaka-Forschung
Mag. (FH) Stefanie Sonnberger
Im rahmen einer Industriekooperation zwischen
dem Phytopharmaka-Hersteller bionorica
Se und dem Institut für Analytische chemie
und radiochemie unter leitung von o.
Univ.-Prof. Mag. Dr. Günther bonn an der leopold-Franzens-Universität
Innsbruck werden
neue Maßstäbe im bereich der Phytoanalytik
und -chemie gesetzt.
Die bionorica Se mit Sitz in Neumarkt/Oberpfalz,
Deutschland, ist weltweit einer der
führenden Hersteller von Phytopharmaka.
Das Unternehmen arbeitet an der entschlüsselung
des großen Wirkstoffpotenzials von
Pflanzen unter dem einsatz von modernster
Forschung und innovativen technologien.
ziel ist die Herstellung wirksamer und sicherer
pflanzlicher Arzneimittel. Im März 2005 wurde
in Innsbruck eine tochterfirma, die bionorica
research GmbH, als erste private einrichtung
Österreichs zur erforschung und entwicklung
pflanzlicher Arzneimittel,gegründet.
bionorica investiert seit Jahren ca. 15% des
Umsatzes in Forschung und entwicklung. Die
Schwerpunkte werden dabei auf die bereiche
Atemwegserkrankungen und Frauenheilkunde
gesetzt. Im rahmen einer höchst effizienten
Industriekooperation arbeitet bionorica
mit dem Institut für Analytische chemie
und radiochemie an der leopold-Franzens-
Universität Innsbruck zusammen. Der leiter
des Institutes, o. Univ.-Prof. Mag. Dr. Günther
bonn, berichtet von der Phytopharmaka-Forschung,
aus der neben unzähligen wissenschaftlichen
veröffentlichungen auch bereits
einige sehr erfolgreich eingesetzte Patente
hervorgingen.
Auffinden neuer Wirkstoffe –
Einsatz von Leitsubstanzen
Das Institut für Analytische chemie und
radiochemie beschäftigt sich hauptsächlich
mit zwei Forschungsschwerpunkten: „zum
einen spielt die entwicklung neuer Methoden
im bereich der bioanalytik eine wichtige
rolle, etwa für die Auffindung von biomarkern.
zum anderen ist der einsatz und die
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entwicklung neuer analytischer verfahren im
bereich der Phytoanalytik und -chemie von
zentralem Forschungsinteresse, wobei sich
beide bereiche auf mehreren ebenen äußerst
sinnvoll ergänzen“, erklärt bonn. Die Forschungsarbeiten
beinhalten die entwicklung
neuer Analysenverfahren und die Identifizierung,
Isolierung und erforschung von pflanzlichen
Wirkstoffen. Hierbei kommen sowohl
neue innovative trenn- und Anreicherungsverfahren
als auch spektroskopische Methoden
zum einsatz. „Der innovative Kick ergibt
sich im zuge der Kooperation daraus, dass
bionorica an immer neuen und verbesserten
Analysemethoden interessiert ist, um selbst
z.b. sehr niederkonzentrierte, potente Inhaltsstoffe
zu erfassen, die man bis dato einfach
nicht analysieren konnte“, ist bonn erfreut.
Da der Wirkstoff eines Phytopharmakons
ein komplexes vielstoffgemisch darstellt, im
Gegensatz zu einer eindeutig definierten
Wirksubstanz eines chemisch-synthetischen
Arzneimittels, muss in der Phytopharmaka-
Forschung erst eine Auftrennung und charakterisierung
der zahlreichen Inhaltsstoffen
erfolgen. „bei den laufenden Forschungsarbeiten
werden neue Pflanzensysteme analysiert,
die bisher noch nicht untersucht
worden sind. Damit ergibt sich zusammen
mit den innovativen, neu entwickelten Analysenmethoden
ein weltweit einzigartiges
System“, betont der leiter des Forschungsinstitutes.
Die Analytik erfolgt dabei in zwei
Schritten. Nachdem man zunächst den jeweiligen
pflanzlichen Wirkstoff in seiner qualitativen
zusammensetzung der Inhaltsstoffe
identifiziert hat, muss die Konzentration der
Inhaltsstoffe mit größtmöglicher Präzision
bestimmt werden. „Dabei müssen zusätzliche
Fragen beantwortet werden wie: Handelt
es sich bei den Inhaltsstoffen um Wirkkomponenten?
Welcher pharmakologische
Nutzen wird ihnen jeweils zugeordnet?“ Auf
die Frage, wie zeitaufwändig eine derartige
Untersuchung ist, antwortet bonn: „Dazu
haben wir neue techniken entwickelt, welche
die charakterisierung von Inhaltsstoffen binnen
weniger Minuten erlauben. Damit ist es
möglich, ganze Prozesse, für die man früher
Stunden benötigt hatte, innerhalb kurzer zeit
analytisch erfassen zu können.
ein weiterer Meilenstein wird in der extraktherstellung
gesetzt. Hier wird das Patent der
Hydrothermolyse eingesetzt, welches, begleitet
von den neuen analytischen Methoden,
eine wesentliche Steigerung der effizienz und
Selektivität erlaubt. „Durch weitere gezielte
und auch patentierte extraktbehandlungsmethoden,
wie zum beispiel der Säurehydrolyse,
kann die Wirkung zusätzlich verbessert
werden“, erklärt der Analytiker und meint
voller Stolz: „Dabei werden keine routinemethoden,
sondern ständig neue techniken eingesetzt.“
Entwicklung neuer Methoden
Am Institut werden stets neue Methoden entwickelt,
die gegebenenfalls auch patentiert
werden. „Wir sind ein Institut, an dem Forschung
und lehre betrieben wird, und daher
routineanalytik kaum vorkommt“, erklärt
bonn. Für die analytische charakterisierung
von Arzneidrogen hat das Institut ein erfolgreiches
verfahren mit der bezeichnung MelDI
(material-enhanced laser desorption ionisazion)
patentiert. Dabei handelt es sich um
eine Methode zur bestimmung der Molekülmasse
einer chemischen verbindung. Diese
neue technologie stellt eine Kombination aus
SelDI (surface-enhanced laser desorption
ionization) und MAlDI (matrix-assisted laser
desorption ionization) dar, mit der erstmals
auch niedermolekulare verbindungen strukturanalytisch
rasch erfasst werden können.
bei MAlDI wird der Analyt mittels laserbeschuss
über eine Matrixsubstanz ionisiert, in
welche dieser eingebettet vorliegen. Dazu
wird ein co-Kristallisat aus Analyt und Matrix
auf einem Metallträger mit Hilfe eines lasers
beschossen, wodurch es zu einer explosionsartigen
verdampfung der Matrixsubstanz
kommt, die ihrerseits wiederum die Analyten
quasi mitreißt. SelDI verwendet modifizierte
trägermaterialien zur selektiven Anreichung
von Inhaltssoffen primär aus humanen blut-
und/oder blutproben. bei beiden verfahren
werden im unteren Massenbereich System