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Kohlenstoffmonoxid, wie es sich unter anderem in Autoabgasen befindet, als heilsame Medizin? Forscher in Jena fanden heraus, dass das gefährliche Gift auch seine positiven Seiten haben kann.

Medizin

Atemgift gegen Entzündungen

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Chemiker entwickeln ein Verfahren, um Kohlenstoffmonoxid in der Medizin zu nutzen.

Kohlenstoffmonoxid ist ein hochgefährliches, gefürchtetes Atemgift. Das Gas, das sich unter anderem in Autoabgasen befindet, ist weder zu sehen, zu riechen noch zu schmecken. Atmet man es ein, so heftet sich Kohlenstoffmonoxid an das Hämoglobin, jenen Proteinkomplex, der in den roten Blutkörperchen eigentlich den Sauerstoff bindet. Die Folge: Es kann kein Sauerstoff mehr zu den Zellen transportiert werden. Bereits kleine Mengen des hochtoxischen Gases können zu einer akuten Vergiftung führen, Hirnschäden drohen und schlimmstenfalls der Tod.

Soweit die verheerenden Eigenschaften von Kohlenstoffmonoxid. Doch das Gas hat auch eine positive Seite: In geringer Konzentration vermag es Entzündungen anzuzeigen und zu bekämpfen. Dafür muss erst allerdings erst einmal an die betreffenden Stellen im Körper gelangen, um dort die gewünschte Wirkung entfalten zu können. Chemikern aus Jena und dem niederländischen Leiden ist es gelungen, eine Methode zu entwickeln, durch mit Hilfe von Kohlenstoffmonoxid Entzündungen auf und unter der Haut behandelt werden können. Ihre Erkenntnisse haben die Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der Forschungseinrichtung „Innovent“ und der Universität Leiden im Fachmagazin „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.

Die Wissenschaftler machten sich bei der Entwicklung ihres Verfahrens die „Photodynamische Therapie“ zunutze, mit der Mediziner unter anderem Hautkrebs behandeln. Dabei werden den Patienten Wirkstoffe verabreicht oder auf die Haut aufgetragen, die sich an das bösartig veränderte Gewebe anlagern. Bestrahlt man dieses dann mit Licht bestimmter Wellenlänge, so setzen die gegebenen Substanzen im Körper Stoffe (meist giftige) frei, welche die Krebszellen attackieren sollen. „Auf die gleiche Weise können wir auch Kohlenstoffmonoxid auf Knopfdruck im oder am Körper aktivieren“, erläutert der Jenaer Chemiker Alexander Schiller. Allerdings gab es bislang ein elementares Problem: Um Kohlenstoffmonoxid aus seinem Speichermolekül lösen und es somit verfügbar machen zu können, musste der Trägerstoff mit schädlichem blauen bis ultravioletten Licht bestrahlt werden.“

Das deutsch-niederländischen Forscherteam schaffte es, diese Hürde zu überwinden. Für ihre Versuche nutzten die Wissenschaftler Dimangandecacarbonyl, ein Speichermolekül des Elements Mangan, das Kohlenstoffmonoxid enthält. Sie vermischten damit eine Verbindung die als „Antenne“ dienen und zu einer höheren Empfindlichkeit gegenüber Licht machen sollte. Als die Chemiker den Wirkstoff dann mit weitaus ungefährlicherem roten Licht bestrahlen, nahm der eingebrachte „Photosensibilisator“ Energie auf leitete diese anschließend an den Speicherstoff weiter. „Dieser erhält nun genug Energie, um Kohlenstoffmonoxid freisetzen zu können“, erklärt Alexander Schiller.

Im nächsten Schritt überlegten sich die Wissenschaftler, wie ihr Verfahren konkret anzuwenden zu sein könnte. Sie fügten den Photosensibilisator und den Speicherstoff in einer Kunststofffaser zusammen und stellten daraus ein Vlies her. Dieses könne dann auf eine entzündete Hautstelle gelegt und bestrahlt werden – wodurch die Wunde geheilt werden könne, sagt Schiller: „Wir haben mit unserer Forschung eine gute Grundlage für medizinische Behandlungsmethoden gelegt, bei denen Kohlenstoffmonoxid eine entscheidende Rolle spielt.“

Um ihre Methode fortzuentwickeln und praxistauglich zu machen, sind aber noch weiter Schritte und medizinische Studien notwendig. Dafür suchen die Wissenschafter aus Jena und Leiden nun Partner aus der Medizin.    

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