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Für die Behandlung zahlreicher Erkrankungen stehen geeignete Arzneimittel zur Verfügung, die eine vollständige Genesung von Patientinnen und Patienten ermöglichen oder zumindest deren Leiden lindern. Es gibt aber auch viele durch Krankheiten oder Verletzungen hervorgerufene Leiden, für die es bis heute noch keine Heilungsmöglichkeiten gibt. Hierzu zählen Erkrankungen oder Schädigungen des Nervensystems, die oft zu lebenslangen Behinderungen führen. Beispiele hierfür sind Querschnittslähmung oder Erblindungen nach Verletzungen des Zentralen Nervensystems sowie Polyneuropathien bei Schädigungen des Peripheren Nervensystems. Ein Forschungsschwerpunkt des Zentrums für Pharmakologie adressiert diese Problematik und widmet sich der Entwicklung von neuen regenerativen Arzneimitteltherapien für das Nervensystem.   

Darüber hinaus stehen auch die Optimierung von bereits etablierten Arzneimitteltherapien im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Denn in den Fällen, wo es bereits zugelassene Medikamente gibt, wirken auch die besten Arzneimittel trotz gleicher Diagnose immer nur bei einem Teil der behandelten Patienten, während ein weiterer Teil von unerwünschten Wirkungen betroffen ist. Dies liegt gleichermaßen an individuellen Besonderheiten in der genetischen Ausstattung, an den Lebensgewohnheiten und an der Art und Ausprägung der Erkrankung. Dabei können sowohl Aufnahme und Abbau von Arzneimitteln wie auch die Wechselwirkung der Substanzen mit den Zielstrukturen individuelle Eigenheiten aufweisen. Um die Auswahl des für den einzelnen Patienten genau richtigen Medikaments zu verbessern und neue Zielstrukturen für Wirkstoffe zu entwickeln, beschäftigen sich Arbeitsgruppen des Zentrums für Pharmakologie mit der Interaktion von diversen Arzneistoffen und auch anderen chemischen Verbindungen mit aus medizinischem Gesichtspunkt relevanten Enzymen, Transportern und Kanalproteinen. Zur Optimierung der individuellen Dosis wird auch der Metabolismus von Arzneistoffen sowie Wirkstoff-Interaktionen untersucht und mathematisch-statistische Modelle für pharmakokinetisch-pharmakodynamische Zusammenhänge entwickelt. Insbesondere für die Therapieoptimierung mit Antiinfektiva und direkten orale Antikoagulantien bei  Frühgeborenen, Neugeborenen, Kindern und Erwachsenen in der Intensivmedizin werden die Möglichkeiten des Therapeutischen Drug Monitoring untersucht.