Sibirische Wissenschaftler entwickeln ‚intelligente Medikamente‘ gegen Krebs und HIV auf Basis von Nukleinsäuren
Spezialisten des Instituts für Chemische Biologie und Grundlagenmedizin der Sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften (SB RAS) arbeiten an einer neuen Medikamentenklasse – therapeutischen Oligonukleotiden. Diese ‚intelligenten‘ Moleküle können gezielt mutierte RNA angreifen und eröffnen Möglichkeiten zur Behandlung schwerer genetischer und infektiöser Krankheiten, einschließlich Krebs und HIV.
Therapeutische Oligonukleotide: Wie sibirische Wissenschaftler ‚intelligente Medikamente‘ gegen Krebs und HIV entwickeln
Einleitung
„Die Kernidee ist folgende: Sobald wir die genetische Struktur eines Erregers bestimmt haben, können wir ein Konstrukt entwickeln, das gezielt nur das Genom dieses ‚Schädlings‘ angreift.“
Diese Worte von Dmitry Pyshny, stellvertretender Direktor des Instituts für Chemische Biologie und Grundlagenmedizin der SB RAS und Doktor der Chemischen Wissenschaften, beschreiben das Wesen einer wissenschaftlichen Revolution, die derzeit in Nowosibirsker Akademgorodok stattfindet. Es geht um therapeutische Oligonukleotide – synthetische Fragmente von Nukleinsäuren, die Gene ein- und ausschalten können, ähnlich wie der Softwarecode eines lebenden Organismus.
Diese Technologie, die der Nobelpreisträger Sidney Altman als ‚die Antibiotika der Zukunft‘ bezeichnet, kann Krankheiten behandeln, die einst als unheilbar galten: Onkologie, HIV, genetische Störungen und Tuberkulose. Heute stehen russische Wissenschaftler kurz vor der Entwicklung des ersten einheimischen Medikaments dieser Klasse und entwickeln einzigartige Moleküle ohne weltweite Analogien – Phosphorylguanidine.
Veranstaltungsdetails und Zeitplan
Was sind therapeutische Oligonukleotide?
Oligonukleotide sind kurze Ketten von Nukleinsäuren (DNA oder RNA), die aus 13–25 Nukleotiden bestehen. Ihre ‚intelligenten‘ Eigenschaften beruhen auf ihrer Fähigkeit, an komplementäre Sequenzen der Boten-RNA (mRNA) in Zellen zu binden und so die Synthese ‚abnormaler‘ oder überschüssiger Proteine zu blockieren.
Hauptklassen therapeutischer Oligonukleotide:
- Antisense-Oligonukleotide (ASOs) – binden an Ziel-mRNA und inaktivieren sie (Nusinersen für SMA)
- Kleine interferierende RNAs (siRNAs) – lösen RNA-Interferenz aus, ‚schalten‘ Gene aus (Patisiran für Amyloidose)
- Aptamere – falten sich zu einzigartigen 3D-Strukturen und binden an Zielproteine
Bislang wurden weltweit 24 Oligonukleotid-Medikamente für 16 klinische Indikationen zugelassen. Allein im Jahr 2025 hat die FDA drei neue Medikamente dieser Klasse zugelassen: Fitusiran (Hämophilie), Donidalorsen (hereditäres Angioödem) und Plozasiran (familiäres Chylomikronämie-Syndrom).
Russische Entwicklung: Phosphorylguanidine
Der Hauptunterschied der russischen Entwicklung ist eine völlig originelle chemische Modifikation von Oligonukleotiden namens ‚Phosphorylguanidine‘.
Problem, das Wissenschaftler lösen: Natürliche Oligonukleotide stoßen im Körper auf Abwehrmechanismen – sie werden von Nukleasen (Enzymen, die fremde DNA/RNA zerstören) angegriffen. Um ihr Ziel zu erreichen, sind chemische Modifikationen erforderlich, die den Körper ‚täuschen‘.
„Der menschliche Körper hat, wie andere auch, eine ganze Reihe von Mitteln, um fremde Nukleinsäuren zu bekämpfen“, kommentiert Dmitry Pyshny. „Die Frage ist also: Wir müssen Oligonukleotid-Derivate entwickeln, die lebende Systeme täuschen, ihr Ziel erreichen, eine Wirkung entfalten und ungiftig sind.“
Vorteile von Phosphorylguanidinen:
- Stabilität in biologischen Flüssigkeiten – werden nicht durch Nukleasen abgebaut
- Ungiftigkeit – in abgeschlossenen Studien wurden keine Nebenwirkungen gezeigt
- Einfache Synthese – werden auf standardmäßigen automatisierten Geräten hergestellt
- Vollständig einheimische Entwicklung – geistiges Eigentum Russlands
Verabreichungssysteme: Wie das Medikament zur richtigen Zelle gelangt
Das zweite Schlüsselproblem, das Wissenschaftler des ICBFM SB RAS lösen, ist die gezielte Verabreichung. Bei intravenöser Verabreichung verteilen sich Oligonukleotide im ganzen Körper und werden schnell von den Nieren ausgeschieden, ohne ihr Ziel zu erreichen.
„Es gibt eine Reihe von Proteinen, deren Überexpression mit Krebs, Entzündungen usw. verbunden ist“, erklärt Marina Zenkova, Leiterin des Labors für Nukleinsäure-Biochemie am ICBFM SB RAS und Doktorin der Biologischen Wissenschaften. „Ein Antisense-Nukleotid kann ihre Synthese und folglich die Ausbreitung der Infektion unterdrücken. Das Hauptproblem ist die Verabreichung an den richtigen Ort.“
Entwickelte Lösung: Wissenschaftler verwenden kationische Liposomen – Partikel mit einer Größe von bis zu 100 Nanometern, die aus Lipiden aufgebaut sind. Sie binden an Oligonukleotide, schützen sie im Blut und erleichtern den Eintritt in Zellen.
Personalisierte Verabreichung für die Onkologie: Liposomen werden mit Folsäure modifiziert, da Krebszellen auf ihrer Oberfläche Folatrezeptoren überexprimieren. Dies gewährleistet eine gezielte Interaktion speziell mit Tumorzellen. „Wir versuchen jetzt, noch komplexere Adressierungssysteme zu schaffen und suchen nach Möglichkeiten, Peptide und Antikörper anzubringen, die die Aufnahme von Komplexen durch bestimmte Zellen stimulieren können“, fügt Marina Zenkova hinzu.
Entwicklungsstand und Perspektiven
Die Arbeit wird im Rahmen des Russisch-Amerikanischen Labors für Biomedizinische Chemie unter der Leitung des Nobelpreisträgers Sidney Altman durchgeführt.
Aktueller Stand: Die Wissenschaftler nähern sich In-vivo-Studien und wählen die vielversprechendsten Kandidaten für präklinische Studien aus.
Angriffsziele:
- Tuberkulose – hat sich gegen ein Analogon des Koch-Bazillus als vielversprechend erwiesen
- Genetische Mutationen – Duchenne-Dystrophie, bei der Oligonukleotide die mRNA-Reifung korrigieren
- Onkologie – Unterdrückung überexprimierter Onkoproteine
- HIV – Unterdrückung der viralen Proteinsynthese
Unmittelbare Pläne: Durchführung präklinischer Studien am Institut in Zusammenarbeit mit dem Bundesforschungszentrum Institut für Zytologie und Genetik der SB RAS. „Wir nähern uns dem Ende des Projekts, aber nicht dem Ende der Arbeit. Das Labor wird erhalten bleiben, und die Forschung wird fortgesetzt“, betont Dmitry Pyshny.
Im Juli 2026 wird das ICBFM SB RAS die Allrussische Konferenz ‚Engineering Biology and Biopharmaceutics‘ ausrichten, auf der therapeutische Nukleinsäuren, Aptamere, RNA- und DNA-Impfstoffe sowie gezielte Verabreichungssysteme diskutiert werden.
Auswirkungen und Bedeutung
Für die medizinische Wissenschaft: Bestätigung eines globalen Trends
2025 war ein wegweisendes Jahr für die globale Oligonukleotid-Therapie: Mit 24 zugelassenen Medikamenten ist diese Medikamentenklasse endgültig vom experimentellen zum klinisch ausgereiften Stadium übergegangen. Die moderne Forschung nutzt GalNAc-Konjugation für die gezielte Leberverabreichung, chemische Modifikationen zum Nuklease-Schutz und KI-Design zur Verbesserung der Spezifität.
Die russische Entwicklung von Phosphorylguanidinen fügt sich in diesen globalen Trend ein und bietet eine grundlegend neue chemische Lösung für die Probleme der Stabilität und Verabreichung. „Professor Altman selbst bezeichnet solche Verbindungen auf Oligonukleotidbasis als die Antibiotika der Zukunft“, bemerkt Dmitry Pyshny.
Für das russische Gesundheitswesen: Technologische Souveränität
Die Entwicklung von Phosphorylguanidinen ist vollständig einheimisches geistiges Eigentum. In einem Umfeld, in dem ausländische Patente die Nutzung vieler Technologien blockieren, ist die Schaffung einer eigenen Plattform für Oligonukleotid-Medikamente von strategischer Bedeutung.
„Die genannten Derivate sind patentiert, und wir, die wir die Prinzipien ihrer Synthese verstehen, könnten in gutem Glauben etwas Ähnliches selbst herstellen, aber wir haben kein Recht, die Plattform fremder Arbeit zu nutzen, da es nicht unser geistiges Eigentum ist“, erklärt Dmitry Pyshny.
Für die Onkologie: Neue Horizonte
Der onkologische Bereich ist besonders wichtig. „Das Problem ist, dass die bösartigsten Tumore nur wenige Oberflächenrezeptoren haben – Identifikationsmerkmale“, stellt Marina Zenkova fest. Die Verwendung von Folsäure und die Aussicht auf die Anbringung von Peptiden und Antikörpern eröffnen jedoch den Weg zur gezielten Therapie selbst aggressiver, metastasierender Tumore.
Ein zusätzlicher Bereich ist die Diagnostik: Wissenschaftler des ICBFM SB RAS entwickeln auch fluoreszierende Nukleinsäure-Derivate für Biosensoren, die Mutationen am Krankenbett ohne komplexe PCR-Geräte nachweisen können.
Reaktionen der Hauptakteure
Die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft bestätigt die vielversprechende Richtung. In einem Übersichtsartikel, der in der Zeitschrift Molecular Therapy: Nucleic Acids (2025) veröffentlicht wurde, stellen die Autoren fest: ‚Nukleinsäuren haben sich als therapeutische Wirkstoffe zur gezielten Beeinflussung sowohl kodierender als auch nichtkodierender Sequenzen etabliert. Mehrere Arten von Nukleinsäure-Modalitäten, darunter siRNA, mRNA, Aptamere und Antisense-Oligonukleotide, wurden von Aufsichtsbehörden für die therapeutische Anwendung zugelassen.‘
Partner und Kooperationen: Die Entwickler von Phosphorylguanidinen stehen in Kontakt mit Kollegen aus Moskau, Schweden und Großbritannien und stellen Derivate für unabhängige Analysen zur Verfügung. „In Tests, die sozusagen von anderen Händen durchgeführt wurden, wird das Vorhandensein der angegebenen Eigenschaften ebenfalls bestätigt“, bemerkt Dmitry Pyshny.
SB RAS und Rostec unterstützen die Entwicklung dieser Richtung. Im Jahr 2026 wird in Nowosibirsker Akademgorodok eine spezialisierte Konferenz über Engineering Biology and Biopharmaceutics stattfinden, was auf die hohe Priorität des Themas hinweist.
Prognose und Schlussfolgerungen
Die Entwicklung therapeutischer Oligonukleotide am ICBFM SB RAS befindet sich in einer kritischen Phase des Übergangs von der Grundlagenforschung zu präklinischen Studien.
Kurzfristige Perspektiven (2026–2027):
- Abschluss der Auswahl der vielversprechendsten Kandidaten für In-vivo-Studien
- Beginn präklinischer Studien am Institut und am Bundesforschungszentrum Institut für Zytologie und Genetik der SB RAS
- Erweiterung des Zielspektrums – von Tuberkulose bis zu Onkologie und genetischen Erkrankungen
Langfristige Herausforderungen (2028–2030):
- Eintritt in klinische Studien am Menschen – die schwierigste und teuerste Phase
- Sicherstellung einer skalierbaren Produktion von Phosphorylguanidinen
- Zulassung durch das Gesundheitsministerium der Russischen Föderation
Wichtigste Schlussfolgerung:
Nowosibirsker Wissenschaftler entwickeln nicht nur ein neues Medikament, sondern eine technologische Plattform für eine ganze Klasse von ‚intelligenten Medikamenten‘. Phosphorylguanidine könnten Russlands Antwort auf den globalen Trend der Oligonukleotid-Therapie sein – ein Trend, der in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich noch an Fahrt gewinnen wird.
Wie Dmitry Pyshny sagte: „Wir nähern uns dem Ende des Projekts, aber nicht dem Ende der Arbeit.“ Und in diesen Worten liegt das entscheidende Merkmal des Augenblicks: Ein grundlegender Durchbruch wurde bereits erzielt, aber der Weg von der Laborprobe zur Apotheke hat gerade erst begonnen. Die Tatsache jedoch, dass Russland eine eigene originelle Plattform zur Herstellung therapeutischer Nukleinsäuren besitzt, erlaubt es, mit vorsichtigem, aber realem Optimismus in die Zukunft zu blicken.
— Editorial Team
