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<p><b>Neue Seite</b></p><div>Ein '''Radioprotektor''' ist ein [[Wirkstoff|Pharmakon]], das nach seiner [[Applikationsform|Verabreichung]] selektiv gesunde [[Zelle (Biologie)|Zellen]] vor den toxischen Auswirkungen [[Ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlung]] schützen soll. Durch diese Schutzfunktion kann die [[Strahlendosis]] bei einer gegen [[Malignität|bösartige]] [[Tumor]]en ([[Krebs (Medizin)|Krebs]]) gerichtete Strahlentherapie erhöht werden, um die Wirksamkeit der Strahlentherapie zu steigern. Radioprotektoren sind eine Untergruppe der [[Radiomodulator]]en.<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.&nbsp;160. {{Google Buch|BuchID=LHxZh7-UECQC|Seite=160}}.</ref><br />
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== Beschreibung ==<br />
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.&nbsp;397–404, {{ISSN|0304-4602}}, PMID 8876907 (Review).</ref> Um möglichst viele Tumorzellen sicher abzutöten, wäre in vielen Fällen eine deutlich höhere Strahlendosis notwendig. Dies ist aber wegen der Empfindlichkeit des umgebenden gesunden Gewebes gegen die ionisierende Strahlung meist nicht möglich. In der Strahlentherapie verfolgt man daher zwei unterschiedliche [[Pharmakologie|pharmakologische]] Ansätze, um möglichst viele Tumorzellen zu zerstören und möglichst wenige gesunde Zellen zu schädigen. Eines davon sind [[Radiosensitizer]], die die Strahlungsempfindlichkeit der Tumorzellen erhöhen sollen. Ein anderes sind Radioprotektoren, die die gesunden Zellen vor der Strahlung schützen sollen. Durch die ionisierende Strahlung, beispielsweise [[Röntgenstrahlung|Röntgen-]] oder [[Gammastrahlung|Gammastrahlen]], entstehen in den betroffenen Zellen hochtoxische [[Radikale (Chemie)|freie Radikale]], die wiederum zu [[Reaktive Sauerstoffspezies|reaktiven Sauerstoff-]] (ROS) und [[Reaktive Stickstoffspezies|Stickstoffspezies]] (RNS) führen. Diese hochreaktiven Spezies sind im Wesentlichen für die Wirksamkeit der Strahlentherapie verantwortlich. Sie führen zu irreparablen Schäden, beispielsweise [[DNA-Reparatur|Doppelstrangbrüchen]], an der [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] im [[Zellkern]] einer [[Zelle (Biologie)|Zelle]]. Radioprotektoren sollen möglichst selektiv, das heißt nur in den gesunden Zellen, diese Schäden verhindern.<br />
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Eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen wurde zum Zweck der [[Intrazellularraum|intrazellulären]] '''Radioprotektion''' entwickelt. Sie sollen die in den Zellen erzeugten freien Radikale abfangen, und dadurch die Elektronenentzugsrate reduzieren. Diese [[Antioxidans|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 [[Reduktionsmittel]]n ([[Elektronendonator]]en) möglich.<ref name="krieger">H. Krieger: ''Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes.'' Ausgabe 3, Verlag Vieweg+Teubner, 2009, ISBN 3-834-80801-6, S.&nbsp;{{Google Buch|BuchID=TK53zaeP9XMC|Seite=411}}.</ref><br />
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== Wirkstoffklassen ==<br />
[[Datei:Amifostine.svg|miniatur|Die Strukturformel von Amifostin, ein Prodrug mit radioprotektiver Wirkung, das im Körper zum eigentlichen Wirkstoff 2-((Aminopropyl)amino)ethanthiol verstoffwechselt wird.]]<br />
[[Datei:WR-1065 skeletal.svg|miniatur|2-((Aminopropyl)amino)ethanthiol, der aktive Bestandteil von Amifostin]]<br />
Als Radioprotektoren werden vor allem Verbindungen mit freien [[Thiole|Thiol]]-Gruppen (Thiole), beziehungsweise [[Prodrug]]s, die nach [[Stoffwechsel|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 (Biologie)|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 Amine|biogene Amin]] [[Cysteamin]].<ref name="krieger" /><br />
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Als [[Arzneimittel]] für die Radioprotektion explizit zugelassen ist der Wirkstoff [[Amifostin]], ein [[Phosphorylierung|phosphoryliertes]] Aminothiol.<ref name="PMID17602063">J. R. Kouvaris, V. E. Kouloulias, L. J. Vlahos: [http://theoncologist.alphamedpress.org/cgi/content/full/12/6/738 ''Amifostine: the first selective-target and broad-spectrum radioprotector.''] In: ''The oncologist'' Band 12, Nummer 6, Juni 2007, S.&nbsp;738–747, {{ISSN|1083-7159}}. {{DOI|10.1634/theoncologist.12-6-738}}. PMID 17602063. (Review).</ref> Dieses Prodrug wird in den Zellen durch [[Alkalische Phosphatase]]n in den eigentlichen Wirkstoff [[2-((Aminopropyl)amino)ethanthiol]] zerlegt. Die selektive Wirkung von Amifostin wird offensichtlich durch die höhere Aktivität der Alkalischen Phosphatasen, dem vergleichsweise höheren [[pH-Wert]] und dem günstigeren Permeationsverhalten des gesunden Gewebes verursacht. Es wird üblicherweise etwa eine halbe Stunde vor einer Radiatio als fünfzehnminütige Kurzinfusion verabreicht.<ref>{{Webarchiv | url=http://www.gfi-online.de/artikel/6442 | wayback=20131017162712 | text=''Radioprotektor als Bolus applizieren.''}} ''[[Praxis-Depesche]]'' 15, 1999, nach: W. Wagner, A. Radmard, G. Mansour, K. Schonekas, S. Zaknoen : {{Webarchiv|url=http://www.asco.org/ASCOv2/Meetings/Abstracts?&vmview=abst_detail_view&confID=17&abstractID=16595 |wayback=20110501134547 |text=''Improved Feasibility of Amifostine Application in Radiotherapy by Using a New Administration Schedule (Meeting abstract).'' |archiv-bot=2024-04-21 23:21:40 InternetArchiveBot }} In: ''1999 ASCO Annual Meeting'' Meeting Abstract #2348</ref><br />
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Neben den Thiolen, mit dem zugelassenen Wirkstoff Amifostin, sind eine Reihe weiterer Radioprotektoren in der [[klinische Studie|(prä)klinischen Entwicklung]]. Dazu gehören beispielsweise [[Radikale (Chemie)#Radikale in der Biologie|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.&nbsp;2483–2485, {{ISSN|0022-1767}}. PMID 3512714. </ref> [[Stammzellfaktor]],<ref name="PMID11037578" /> [[Enzyme]] wie beispielsweise [[Superoxiddismutase]] (SOD), verschiedene [[Vasokonstriktion|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.&nbsp;332–337, {{ISSN|0033-7587}}. 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.&nbsp;263–272, {{ISSN|0449-3060}}. PMID 17641465. (Review).</ref> [[Pyridoxin]],<ref name="PMID19540915">D. Thotala, S. Chetyrkin, B. Hudson, D. Hallahan, P. Voziyan, E. Yazlovitskaya: ''Pyridoxamine protects intestinal epithelium from ionizing radiation-induced apoptosis.'' In: ''Free radical biology & medicine'' Band 47, Nummer 6, September 2009, S.&nbsp;779–785, {{ISSN|1873-4596}}. {{DOI|10.1016/j.freeradbiomed.2009.06.020}}. PMID 19540915. {{PMC|2739572}}. </ref> [[Natriumselenit]]<ref name="PMID10554526 ">U. M. Schleicher, C. Lopez Cotarelo, D. Andreopoulos, S. Handt, J. Ammon: ''Radioprotektion humaner Endothelzellen durch Natriumselenit.'' In: ''Medizinische Klinik'' Band 94, 1999, S.&nbsp;35–38, {{DOI|10.1007/BF03042188}} PMID 10554526</ref><ref name="PMID18473385">B. S. Margulies, T. A. Damron, M. J. Allen: ''The differential effects of the radioprotectant drugs amifostine and sodium selenite treatment in combination with radiation therapy on constituent bone cells, Ewing's sarcoma of bone tumor cells, and rhabdomyosarcoma tumor cells in vitro.'' In: ''Journal of orthopaedic research'' Band 26, Nummer 11, November 2008, S.&nbsp;1512–1519, {{ISSN|1554-527X}}. {{DOI|10.1002/jor.20679}}. PMID 18473385. </ref> und [[Natriumwolframat]].<ref name="PMID10494142">K. Sato, M. Ichimasa, K. Miyahara, M. Shiomi, Y. Nishimura, Y. Ichimasa: [https://academic.oup.com/jrr/article-pdf/40/2/101/3083335/jrr-40-101.pdf ''Radioprotective effects of sodium tungstate on hematopoietic injury by exposure to 60Co gamma-rays in Wistar rats.''] In: ''Journal of radiation research'' Band 40, Nummer 2, Juni 1999, S.&nbsp;101–113, {{ISSN|0449-3060}}. PMID 10494142.</ref><br />
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Die Wirksamkeit eines Radioprotektors lässt sich in Modellorganismen mit Hilfe der [[Elektronenspinresonanz]] (ESR) messen. Dabei wird die Signaldämpfung des [[Spin-Label]]s [[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: [https://academic.oup.com/jrr/article-pdf/41/2/103/6185665/jrr-41-103.pdf ''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.&nbsp;103–111, {{ISSN|0449-3060}}. PMID 11037578.</ref> Ein anderes, etablierteres Verfahren ist die Verwendung eines [[Comet-Assay]]s.<ref name="mueller2004">A. C. Müller: [http://sundoc.bibliothek.uni-halle.de/diss-online/04/04H084/prom.pdf ''Wertigkeit des Comet Assays zur Detektion von Radioprotektion.''] (PDF; 1,6&nbsp;MB) Dissertation, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2004</ref><br />
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== Geschichte ==<br />
Die ersten Arbeiten an Radioprotektoren begannen im Rahmen des [[Manhattan-Projekt]]s.<ref name="PMID11393887">C. K. Nair, D. K. Parida, T. Nomura: [https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrr/42/1/42_1_21/_pdf ''Radioprotectors in radiotherapy.''] In: ''Journal of radiation research.'' Band 42, Nummer 1, März 2001, S.&nbsp;21–37, {{ISSN|0449-3060}}. PMID 11393887. (Review).</ref><br />
<br />
== Literatur ==<br />
* D. Citrin, A. P. Cotrim, F. Hyodo, B. J. Baum, M. C. Krishna, J. B. Mitchell: [http://theoncologist.alphamedpress.org/cgi/content/full/15/4/360 ''Radioprotectors and mitigators of radiation-induced normal tissue injury.''] In: ''[[Oncologist]]'' Band 15, Nummer 4, 2010, S.&nbsp;360–371, {{ISSN|1549-490X}}. {{DOI|10.1634/theoncologist.2009-S104}}. PMID 20413641. {{PMC|3076305}}. (Review).<br />
* S. J. Hosseinimehr: ''Trends in the development of radioprotective agents.'' In: ''[[Drug Discovery Today]]'' Band 12, Nummer 19–20, Oktober 2007, S.&nbsp;794–805, {{ISSN|1359-6446}}. {{DOI|10.1016/j.drudis.2007.07.017}}. PMID 17933679. (Review).<br />
* D. M. Brizel: ''Pharmacologic approaches to radiation protection.'' In: ''[[Journal of clinical oncology]]'' Band 25, Nummer 26, September 2007, S.&nbsp;4084–4089, {{ISSN|1527-7755}}. {{DOI|10.1200/JCO.2007.11.5816}}. PMID 17827457. (Review).<br />
* 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, {{ISSN|0360-3016}}, S.&nbsp;665–674, PMID 3884559 (Review).<br />
* T. L. Phillips: ''Chemical modifiers of cancer treatment.'' In: ''International journal of radiation oncology, biology, physics.'' Band 10, Nummer 9, September 1984, {{ISSN|0360-3016}}, S.&nbsp;1791–1794, PMID 6480462.<br />
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== Einzelnachweise ==<br />
<references/><br />
<br />
[[Kategorie:Strahlentherapie]]<br />
[[Kategorie:Wirkstoffgruppe]]</div>162.23.30.48