Kaffeesäurebasierte Quantenpunkte: Bedeutender Meilenstein bei der Bekämpfung von Alzheimer und Parkinson erreicht!
Forscher haben mithilfe von Kaffeesatz ein Mittel zur Behandlung von Alzheimer und Co. entwickelt. Bei der Herstellung stützen sie sich auf die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der Quantenpunkte. Erste Versuche waren ein voller Erfolg.
Umweltgifte wie Pestizide und Herbizide werden mit dem Auftreten neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer in Verbindung gebracht. Bis heute gibt es keine zufriedenstellende Behandlung für diese Krankheiten – sie sind unheilbar. Ein zentrales Problem der Forschung besteht darin, dass die aussichtsreichen Wirkstoffe die hochselektive Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden können.
Forscher konnten nun aus gebrauchtem Kaffee sogenannte Quantenpunkte herstellen, die sich in ersten Labortests als wirksam beim Schutz der Gehirnzellen erwiesen haben. Auf lange Sicht könnte es sich hierbei um einen nachhaltigen Ansatz zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen handeln.
Kaffeesäure neutralisiert durch ihre antioxidative Wirkung die freien Radikale und überwindet die Blut-Hirn-Schranke. Darüber hinaus ist sie eine umweltfreundliche, nachhaltige und kostengünstige Basis, weshalb sie die Forscher für ein geeignetes und wirksames Mittel hielten.
Professor Mahesh Narayan von der University of Texas in El Paso, Mitautor der in Environmental Research veröffentlichten Arbeit, erläutert die Wahl: "Alle derzeitigen Behandlungen, die die fortgeschrittenen Symptome neurodegenerativer Erkrankungen bekämpfen können, sind für die meisten Menschen einfach unbezahlbar. Unser Ziel ist es, eine Lösung zu finden, die die meisten Fälle dieser Erkrankungen verhindern kann, und das zu Kosten, die für möglichst viele Patienten erschwinglich sind."
Die Forscher konnten aus der Kaffeesäure von Kaffeesatz sogenannte kaffeesäurebasierte Kohlenstoff-Quantenpunkte herstellen (Caffeic-acid based Carbon Quantum Dots, CACQDs).
Jyotish Kumar, Wissenschaftler an der University of Texas in El Paso und Hauptautor der Arbeit erklärt: "Kaffeesäure-basierte Kohlenstoff-Quantenpunkte haben das Potenzial, die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen zu verändern. Das liegt daran, dass keine der derzeitigen Behandlungen die Krankheiten heilt, sondern nur die Symptome lindert. Unser Ziel ist es, ein Heilmittel zu finden, indem wir die atomaren und molekularen Grundlagen angehen, die diesen Krankheiten zugrunde liegen."
Bei Quantenpunkten (Quantum Dots) handelt es sich um Nanopartikel, die aus einer begrenzten Anzahl von Atomen oder Molekülen bestehen. Sie können aus verschiedenen Materialien aufgebaut sein. Ihre Quanteneffekte ähneln denen von Atomen, sind aber abhängig von ihrer Größe oder Form. Beispielsweise erscheinen kleine Quantenpunkte einer bestimmten Zusammensetzung grün, große hingegen rot. Erst in diesem Jahr wurde für die Entdeckung und Entwicklung der Quantenpunkte der Nobelpreis für Chemie verliehen.
Oxidativer Stress, wie er durch Pestizide ausgelöst wird, verursacht neuronale Schäden, was zum Absterben der Nervenzellen führen kann. Im Frühstadium von Alzheimer oder anderen neurodegenerativen Erkrankungen weisen Nervenzellen bestimmte chemische Eigenschaften auf – insbesondere, wenn es um schädliche Umwelteinflüsse geht. Erkrankte Personen haben sowohl mehr freie Radikale als auch mehr sogenannte Amyloid-Proteine im Gehirn.
"Es ist von entscheidender Bedeutung, diese Störungen zu behandeln, bevor sie das klinische Stadium erreichen", so Narayan. "Zu diesem Zeitpunkt ist es wahrscheinlich schon zu spät."
Die kaffeesäurebasierten Quantenpunkte wurden nun an Zelllinien getestet, bei denen Parkinson durch das Herbizid Paraquat ausgelöst worden war. Paraquat ist in den meisten Ländern – abgesehen von den USA und Neuseeland – aufgrund seiner hohen Humantoxizität inzwischen verboten. Im Versuch konnte die Kaffeesäure die freien Radikale beseitigen und auch die Bildung von Amyloid-Proteinen verhindern – ein vielversprechender Erfolg bei der Bekämpfung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson.
Der nächste Schritt auf dem Weg zum Medikament wäre vor allem die Finanzierung, um das Mittel in die vorklinische Phase zu bringen. Weitere Entwicklungen bleiben also abzuwarten.