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Cannabis

Cannabis enthält THC (Tetrahydrocannabinol). Nicht nur Kiffer sind an dieser Substanz interessiert, sondern auch Wissenschaftler. Bild: Shutterstock

Zürcher Forscher machen THC lichtempfindlich – zu Forschungszwecken

ETH-Chemiker haben verschiedene Varianten des Cannabis-Wirkstoffs THC synthetisiert, deren Struktur sich mit Licht verändern lässt. Damit haben die Forscher ein neues Werkzeug geschaffen, mit dem sie das körpereigene Cannabinoidsystem besser untersuchen können.



Viele denken beim Kürzel THC (Tetrahydrocannabinol) in erster Linie an Marihuana, ans Kiffen und an den Rausch. Doch auch die Medizin ist an dieser Substanz interessiert. Bei schweren Krankheiten eingesetzt, lindert sie Muskelkrämpfe, Schmerzen, Appetitlosigkeit oder Übelkeit. 

THC entfaltet seine Wirkung durch Bindung an entsprechende Rezeptoren, die Cannabinoid-1-Rezeptoren (CB1-Rezeptoren). Diese Rezeptoren sitzen in der Membran von Zellen und kommen in grosser Zahl im zentralen und peripheren Nervensystem vor. Die CB1-Rezeptoren spielen eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit Gedächtnis, Bewegungskoordination, Stimmung und kognitiven Prozessen. 

Rezeptoren wichtig für Signalübertragung

Wenn nun ein THC-Molekül an einen CB1-Rezeptor bindet, ändert dieser seine Form, was zahlreiche Signalkaskaden im Innern der Zelle auslöst. Nach wie vor ist es allerdings schwierig, CB1-Rezeptoren und ihre mannigfaltigen Funktionen zu untersuchen, denn Cannabinoide wie THC sind stark fettliebend und betten sich deshalb oftmals unkontrollierbar in die aus Fettmolekülen bestehenden Membranen ein. Um THC oder Varianten davon gezielter für pharmazeutische und medizinische Anwendungen nutzen zu können, sind daher bessere Kenntnisse über CB1-Rezeptoren wichtig. 

Um die vielfältigen Wechselwirkungen von CB1-Rezeptoren mit Cannabinoiden zu untersuchen, schufen Chemiker unter der Leitung von ETH-Professor Erick Carreira THC-Moleküle, deren Struktur sich mit Licht verändern lässt. Davon berichten sie in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society

Lichtsteuerbare THC-Derivate

Die Wissenschaftler synthetisierten vier Varianten – sogenannte Derivate – von THC. Dazu hängten die Forschenden dem THC-Molekül eine lichtempfindliche Antenne an. Dank der Antenne können die veränderten Moleküle mit Licht von bestimmten Wellenlängen gezielt manipuliert werden. Unter ultraviolettem Licht verändert sich die räumliche Struktur der Antenne. Rückgängig gemacht wird diese Änderung durch blaues Licht. 

Die Forscher testeten zwei dieser Derivate in Zellkultur an lebenden Zellen. Die Derivate dockten wie natürliches THC an CB1-Rezeptoren an. Bestrahlten die Forscher das THC-Derivat mit ultraviolettem Licht, ändert es wie von den Forschern geplant seine Struktur und aktiviert dadurch den CB1-Rezeptor. Dieser veranlasst unter anderem das Öffnen von Kalium-Ionenkanälen, die in der Zellmembran sitzen, und Kalium-Ionen strömten aus der Zelle. Dies konnten die Forscher mit einer in die Zelle eingeführten Elektrode messen. 

Bei blauem Licht nahm das THC-Derivat seine ursprüngliche Form ein und schaltete damit den CB1-Rezeptor aus. Die Ionenkanäle schlossen sich, der Kaliumausstrom stoppte. Diese Vorgänge konnten die Forscher mit Lichtpulsen der entsprechenden Farben mehrmals an- und ausschalten. 

Grundlage Lichtsteuerung

«Mit dieser Arbeit ist uns der Prinzipienbeweis gelungen: Lichtempfindliche THC-Varianten sind ein geeignetes Werkzeug, um CB1-Rezeptoren zu kontrollieren und zu beeinflussen», bilanziert Michael Schafroth, der als Doktorand bei ETH-Professor Carreira massgeblich an dieser Studie mitgearbeitet hat. Sie hätten nun eine wichtige Grundlage für weiterführende Projekte, die bereits am Laufen sind.

So ist ein weiterer Doktorand aus Carreiras Gruppe, Roman Sarott, daran, weitere THC-Derivate zu synthetisieren, die auf langwelliges rotes Licht reagieren. «Rotes Licht dringt tiefer ins Gewebe ein als blaues», sagt Sarott. «Wenn wir CB1-Rezeptoren in einem lebenden Organismus untersuchen wollen, dann brauchen wir Moleküle, die mit rotem Licht aktivierbar sind.» 

An diesem interdisziplinären Projekt beteiligt waren neben Forschenden von Carreiras Gruppe auch führende Wissenschaftler von amerikanischen Universitäten und der Ludwigs-Maximilian-Universität München.

Ansatzpunkt für Medizin

Die berauschende und therapeutische Wirkung von THC ist in vielen Kulturen seit langem bekannt. Der Wirkstoff THC führte schliesslich auch zur Entdeckung des sogenannten Endocannabinoidsystems, das körpereigene und körperfremde Substanzen aus der Klasse der Cannabinoide sowie deren Rezeptoren im Körper umfasst. 

An einem besseren Verständnis des Endocannabinoidsystems interessiert ist auch die Pharmaindustrie, damit sie einzelne Komponenten besser für pharmazeutische Zwecke ausnutzen kann. Das System gilt als möglichen Ansatzpunkt, um etwa Suchtverhalten, Übergewicht, Depression, aber auch die Alzheimer- oder die Parkinson-Krankheit zu behandeln. 

(ethz.ch)

Alkohol, Cannabis, Online-Games: Das Sucht-Quiz

Quiz
1.Alkohol, oft auch als gesellschaftliches Schmiermittel bezeichnet, ist nach wie vor weit verbreitet. Aber wie viele Schweizer (über 15 Jahre) sind konsequent abstinent?
14 Prozent der Bevölkerung
22 Prozent der Bevölkerung
9 Prozent der Bevölkerung
31 Prozent der Bevölkerung
2.Alkohol bringt bei übermässigem Konsum schwere gesundheitliche Schäden mit sich. Jährlich sterben 1600 Menschen frühzeitig an missbräuchlichem Alkoholkonsum, das sind ...
... drei Mal mehr Tote als bei Krebserkrankungen.
... sechs Mal mehr Tote als im Strassenverkehr.
... zwei Mal mehr Tote als bei Atemwegserkrankungen.
... zehn Mal mehr Tote als durch Suizid.
3.Welche der folgenden Aussagen zum Alkoholkonsum in der Schweiz stimmt NICHT:
Bottles of alcoholic drinks are lined up at a store in Madrid, Spain, December 2, 2016. REUTERS/Andrea Comas
X90037
Der Konsum bei den 11–15-Jährigen ist in den letzten Jahren rückläufig.
Der Pro-Kopf-Konsum der Schweizer liegt bei 10,3 Litern reinen Alkohols.
Das Schweizerische Alkoholgesetz ist seit 1932 in Kraft.
Im Kanton Waadt ist der Verkauf von Alkohol in Shops und Take-aways nur bis 21 Uhr möglich – eine Ausnahme gibt's nur bei Wein.
4.Kommen wir zum Tabak: Wie viele Menschen greifen in der Schweiz regelmässig zum Glimmstengel?
Knapp 25 Prozent
33,3 Prozent
15 Prozent
11 Prozent
5.Welche der folgenden Aussagen zum Tabakkonsum in der Schweiz stimmt NICHT?
ZUR FRUEHLINGSSESSION VOM MONTAG, 27. FEBRUAR 2017, BIS FREITAG, 17. MAERZ 2017, STELLEN WIR IHNEN FOLGENDES BILDMATERIAL ZUR VERFUEGUNG - Une vue des cigarettes defectueuses apres la conference de presse de presentation du jubile des 200ans de l'entreprise de tabac, fabriquant les cigarettes Parisienne, Burrus British American Tobacco Switzerland, BAT, ce vendredi 23 mai 2014 a Boncourt. (KEYSTONE/Stefan Meyer) *** NO SALES, NO ARCHIVES ***
KEYSTONE
Jährlich gehen 9,9 Milliarden Zigaretten in der Schweiz über die Ladentheke.
Gerade mal zwei von zehn Ex-Rauchenden schafften den Ausstieg im ersten Versuch.
Je höher der Bildungsstand, desto tiefer die Raucherquote.
Die Raucherquote ist bei Männern tiefer als bei Frauen.
6.Seit dem 1. Oktober 2013 werden Erwachsene, die mit weniger als 10 Gramm Cannabis erwischt werden, mit einer Ordnungsbusse von 100 Franken bestraft. In der Praxis handhaben die Kantone die neue Gesetzesregelung aber ganz unterschiedlich. Welche drei Kantone stehen an der Spitze der Anzahl Ordnungsbussen pro 100'000 Einwohner?
Zürich, Wallis, Bern
Appenzell, Tessin, Neuenburg
Basel-Stadt, Genf, Aargau
Zug, Waadt, Jura
7.Eine Umfrage unter Rekruten ergab, dass jeder Zehnte in den zwölf Monaten vor der Befragung mindestens einmal zu verschreibungspflichtigen Medikamenten gegriffen hat – ohne dass eine medizinische Notwendigkeit vorgelegen hätte. Welche Gruppe von Medikamenten ist dabei am meisten verbreitet?
Schmerzmittel auf Opioid-Basis (Codein, Opiate, Buprenorphin)
Schlaf- und Beruhigungsmittel (u. a. Benzodiazepine)
Angsthemmer
Aufputschende Medikamente
8.Welche der folgenden Aussagen zum Langzeit-Konsum von Schlaf- und Beruhigungsmitteln ist FALSCH?
Frauen nehmen im Schnitt mehr als Männer regelmässig rezeptpflichtige Schlaf-und Beruhigungsmittel ein.
In der Deutschschweiz ist der Konsum verbreiteter als in der Romandie.
Je älter, desto verbreiteter die Einnahme von Schlaf- und Beruhigungsmitteln.
Auf die Gesamtbevölkerung hochgerechnet sind etwa 160'000 Personen betroffen.
9.Schon 3000 Jahre vor Christus würfelten die Menschen um ihr Glück. Das Suchtpotential von Glücksspielen wurde allerdings lange stiefmütterlich behandelt. Zu Unrecht, wie die folgenden Fakten belegen. Eine der Antworten ist jedoch falsch. Welche?
Bild zur Frage
wikimedia commons
Schätzungsweise 75'000 Menschen haben einen problematischen Umgang mit Geldspielen.
Spielsucht verursacht jährliche soziale Kosten von bis zu 648 Millionen Franken.
Im Jahr 2015 waren über 45'000 Personen in Schweizer Spielbanken gesperrt.
Seit 2014 ist es legal, Online-Glücksspiel in der Schweiz anzubieten.

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