Radioprotektor
Ein Radioprotektor ist ein Pharmakon, das nach seiner Verabreichung selektiv gesunde Zellen vor den toxischen Auswirkungen ionisierender Strahlung schützen soll. Durch diese Schutzfunktion kann die Strahlendosis bei einer gegen bösartige Tumoren (Krebs) gerichtete Strahlentherapie erhöht werden, um die Wirksamkeit der Strahlentherapie zu steigern. Radioprotektoren sind eine Untergruppe der Radiomodulatoren.<ref>B. Kaser-Hotz: Prinzipien der Strahlentherapie. In: M. Kessler (Hrsg.): Kleintieronkologie: Diagnose und Therapie von Tumorerkrankungen bei Hunden. Georg Thieme Verlag, 2005, ISBN 3-830-44103-7, S. 160. {{#if: LHxZh7-UECQC
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Beschreibung
Bei der konventionellen Strahlentherapie (Radiatio) ist die niedrige Strahlungsempfindlichkeit vieler Tumoren – im Vergleich zum umgebenden gesunden Gewebe – eines der größten Probleme.<ref name="PMID8876907">D. J. Lee, M. Moini, J. Giuliano, W. H. Westra: Hypoxic sensitizer and cytotoxin for head and neck cancer. In: Annals of the Academy of Medicine, Singapore. Band 25, Nummer 3, Mai 1996, S. 397–404, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0304-4602|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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Eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen wurde zum Zweck der intrazellulären Radioprotektion entwickelt. Sie sollen die in den Zellen erzeugten freien Radikale abfangen, und dadurch die Elektronenentzugsrate reduzieren. Diese anti-oxidative Wirkung reduziert den Sauerstoff-Effekt. Um diese Wirkung entfalten zu können, müssen die Radioprotektoren vor der Bestrahlung verabreicht werden und im Inneren der Zellen sein. Nur so können die Moleküle der Radioprotektoren ausreichend schnell in die Bereiche diffundieren, in denen sie die passenden Reaktionspartner – freie Radikale und reaktive Sauerstoff beziehungsweise Stickstoffspezies – treffen und unschädlich machen können. Ein anderer Wirkungsmechanismus in Form eines Reparaturprozesses ist die Abgabe von Elektronen an die defekten Bindungen der DNA. Dies ist nur mit Reduktionsmitteln (Elektronendonatoren) möglich.<ref name="krieger">H. Krieger: Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes. Ausgabe 3, Verlag Vieweg+Teubner, 2009, ISBN 3-834-80801-6, S. {{#if: TK53zaeP9XMC
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Wirkstoffklassen
Als Radioprotektoren werden vor allem Verbindungen mit freien Thiol-Gruppen (Thiole), beziehungsweise Prodrugs, die nach Verstoffwechselung (Metabolisierung) die entsprechenden Thiole freisetzen, verwendet. Ein Beispiel für einen natürlichen Radioprotektor ist das Pseudotripeptid Glutathion, das im Zellinneren vor freien Radikalen und ROS schützt. Als von außen zugeführter Radioprotektor ist Glutathion allerdings weniger gut geeignet, da es vor dem Transport in die Zellen in seine drei Aminosäuren-Bestandteile Cystein, Glutaminsäure und Glycin zerlegt wird. Andere natürliche Radioprotektoren sind die Aminosäure Cystein (ein Bestandteil von Glutathion) und dessen Stoffwechselprodukt, das biogene Amin Cysteamin.<ref name="krieger" />
Als Arzneimittel für die Radioprotektion explizit zugelassen ist der Wirkstoff Amifostin, ein phosphoryliertes Aminothiol.<ref name="PMID17602063">J. R. Kouvaris, V. E. Kouloulias, L. J. Vlahos: Amifostine: the first selective-target and broad-spectrum radioprotector. In: The oncologist Band 12, Nummer 6, Juni 2007, S. 738–747, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|1083-7159|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}} In: 1999 ASCO Annual Meeting Meeting Abstract #2348</ref>
Neben den Thiolen, mit dem zugelassenen Wirkstoff Amifostin, sind eine Reihe weiterer Radioprotektoren in der (prä)klinischen Entwicklung. Dazu gehören beispielsweise Radikalfänger wie beispielsweise TEMPOL (ein 4-Hydroxy-Derivat des freien Radikals 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxyl),<ref name="PMID11037578" /> Zytokine wie Interleukin-1β,<ref name="PMID11037578" /><ref name="PMID3512714">R. Neta, S. Douches, J. J. Oppenheim: Interleukin 1 is a radioprotector. In: Journal of Immunology. Band 136, Nummer 7, April 1986, S. 2483–2485, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0022-1767|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 3512714. </ref> Stammzellfaktor,<ref name="PMID11037578" /> Enzyme wie beispielsweise Superoxiddismutase (SOD), verschiedene Vasokonstriktoren, Cimetidin,<ref name="PMID11037578" /> Serotonin,<ref>J. R. Maisin, C. Albert, A. Henry: Reduction of short-term radiation lethality by biological response modifiers given alone or in association with other chemical protectors. In: Radiation research Band 135, Nummer 3, September 1993, S. 332–337, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0033-7587|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 8397428.</ref> Melatonin,<ref name="PMID17641465">A. Shirazi, G. Ghobadi, M. Ghazi-Khansari: A radiobiological review on melatonin: a novel radioprotector. In: Journal of radiation research Band 48, Nummer 4, Juli 2007, S. 263–272, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0449-3060|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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Die Wirksamkeit eines Radioprotektors lässt sich in Modellorganismen mit Hilfe der Elektronenspinresonanz (ESR) messen. Dabei wird die Signaldämpfung des Spin-Labels 3-Carbamoyl-PROXYL (3-Carbamoyloxy-2,2,5,5-tetramethyl-pyrrolidin-N-oxyl, CAS# 4399-80-8) gemessen. Eine Stunde nach der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen wird das 3-Carbamoyl-PROXYL als Spinsonde verabreicht. Wurde ein Radioprotektor vor der Bestrahlung verabreicht, so wird das ESR-Signal stärker gedämpft.<ref name="PMID11037578">Y. Miura, K. Anzai, J. Ueda, T. Ozawa: Novel approach to in vivo screening for radioprotective activity in whole mice: in vivo electron spin resonance study probing the redox reaction of nitroxyl. In: Journal of radiation research Band 41, Nummer 2, Juni 2000, S. 103–111, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0449-3060|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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}}. PMID 11037578.</ref> Ein anderes, etablierteres Verfahren ist die Verwendung eines Comet-Assays.<ref name="mueller2004">A. C. Müller: Wertigkeit des Comet Assays zur Detektion von Radioprotektion. (PDF; 1,6 MB) Dissertation, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2004</ref>
Geschichte
Die ersten Arbeiten an Radioprotektoren begannen im Rahmen des Manhattan-Projekts.<ref name="PMID11393887">C. K. Nair, D. K. Parida, T. Nomura: Radioprotectors in radiotherapy. In: Journal of radiation research. Band 42, Nummer 1, März 2001, S. 21–37, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0449-3060|0}}{{#ifeq:1|0|[!] }}{{#ifeq:0|1
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Literatur
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- D. M. Brizel: Pharmacologic approaches to radiation protection. In: Journal of clinical oncology Band 25, Nummer 26, September 2007, S. 4084–4089, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|1527-7755|0}}{{#ifeq:1|0|[!]
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- J. F. Fowler: Eighth annual Juan del Regato lecture. Chemical modifiers of radiosensitivity–theory and reality: a review. In: International Journal of Radiation Oncology – Biology – Physics. Band 11, Nummer 4, April 1985, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0360-3016|0}}{{#ifeq:1|0|[!]
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- T. L. Phillips: Chemical modifiers of cancer treatment. In: International journal of radiation oncology, biology, physics. Band 10, Nummer 9, September 1984, {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0360-3016|0}}{{#ifeq:1|0|[!]
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Einzelnachweise
<references/>
- Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Google Buch
- Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:Linktext
- Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:ISSN
- Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Webarchiv
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- Strahlentherapie
- Wirkstoffgruppe