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Arzneimittel und Therapie
„Leipziger Studie stützt Methadon-Hypothese!“
Kritische Betrachtungen und Statements zu dem neuen Zellkulturversuch
Die Methadon-Forscherin Dr. Claudia Friesen und der Palliativmediziner Dr. Hans-Jörg Hilscher haben sich die Zellkultur-Studie von Oppermann und Gaunitz et al. (siehe Irritationen um Methadon, DAZ 2019, Nr. 15, S. 38) näher angeschaut. Mit überraschendem Ergebnis.
Warum Opioide wie Methadon nicht organotoxisch sind. Es ist durch viele klinische Studien belegt, dass gesunde Körperzellen durch die Anwesenheit von Opioiden in ihrer Vitalität nicht eingeschränkt sind, man spricht von nicht vorhandener Organotoxizität dieser Substanzklasse, speziell gilt dies für Methadon [1 – 4].
In der Arbeit von Oppermann et al. wurden Fibroblasten als sogenannte gesunde Kontrolle den malignen Glioblastomzellen gegenübergestellt, anstatt die vergleichbaren Neurone als gesunde Kontrollen heranzuziehen. Die Autoren selbst bemängeln in ihrer Studie, dass Fibroblasten noch proliferieren können und daher nicht die Auswirkungen von Methadon auf nicht proliferierende Neurone oder Gliazellen widerspiegeln. Aufgrund der Ergebnisse mit Fibroblasten wird darauf geschlossen, dass Methadon für gesundes Gewebe toxisch ist! Im Artikel steht außerdem dazu, dass diese erforderlichen zerebralen Konzentrationen von Methadon für den Körper tödlich seien. Die Letalität von Methadon (wie übrigens die aller Opioide) liegt aber nicht an deren Organotoxizität, sondern an der durch sie ausgelösten CO2-Toleranz mit konsekutivem Atemstillstand. Natürlicher Gegenspieler der CO2-Toleranz sind Schmerz und Gewöhnung an die Substanz [5]. Leberschädigungen führen übrigens nicht, wie in der Pressemitteilung des Uniklinikums Leipzig behauptet, zu einer Erhöhung der Toxizität von Methadon [5].
Interessant sind die Ergebnisse der Oppermann-et-al.-Arbeit aber aus einem sehr viel wesentlicheren Aspekt. Sie haben nachgewiesen, dass egal unter welcher Therapieform – Bestrahlung, Temozolomid (TMZ) oder der Kombination – keine wesentlichen Therapieeffekte bei den verwendeten Glioblastomzellen ohne MGMT-Promotor-Methylierung auftreten und erst beim Erreichen der Dosierung von 1 µM Methadon ein Zelltod auftrat. Das bedeutet, dass die Standardtherapie TMZ und Bestrahlung erst unter Methadon überhaupt einen deutlichen Effekt bei der Zerstörung der Glioblastomzellen erreichen kann. Diese Konzentration und weit höhere Konzentrationen werden in den Geweben von Gehirnen erreicht, weil Methadon dort angereichert wird [6]. Bei 10 µM Methadon sehen die Autoren sogar einen signifikanten Effekt. Anders als in der Wick-Studie (einem Zellkulturversuch zu dieser Fragestellung mit negativem Ausgang, s. DAZ 2018, Nr. 11, S. 34) beschrieben, belegt diese Untersuchung das Vorhandensein von μ-Opioid-Rezeptoren bei Glioblastompatientenzellen [7].
Der Gewebespiegel, nicht der Plasmaspiegel ist für die Methadon-Wirkung entscheidend. In einer Zellkultur muss man sich bei den verwendeten Konzentrationen von Methadon nach den erreichbaren Gewebespiegeln richten [6] und nicht nach dem Plasmaspiegel, der für die Wirkung von Methadon im Gewebe nicht repräsentativ ist. Für jedes Gewebe gibt es einen charakteristischen Faktor, mit dem man den Plasmaspiegel multiplizieren muss. Beim Hirngewebe ist es der Faktor 4,6. Bei der Lunge ist es der Faktor 156 [6].
Das bedeutet für die Untersuchungen von Glioblastomzellen in vitro in Kultur Folgendes: Der toxische Plasmaspiegel liegt für Methadon bei > 1,2 µg/ml, dieser mit dem Faktor 4,6 multipliziert ergibt die erreichbare Hirngewebekonzentration von 5,5 µg/ml (16 µM), d. h. dass 10 µM Methadon
einer Konzentration von 3,4 µg/ml entspricht. Diese Konzentration kann durchaus im Hirngewebe erreicht werden. Unter Verwendung der Gewebekonzentration war Methadon im Vergleich zur Standardtherapie das Medikament, das in dieser In-vitro-Untersuchung als einziges einen signifikanten Zelltod auslösen und zudem die Therapien verstärken konnte.
Warum die Glioblastomzellen ohne MGMT-Promotor-Methylierung nicht auf Therapien ansprechen. Das Ansprechen von TMZ hängt von der Aktivität der O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT) ab. MGMT ist ein Protein innerhalb des Zellkerns, das an der Reparatur alkylierter DNA beteiligt ist [8]. Der aktive Metabolit von TMZ, das aus MCIT gebildete Methylhydrazin, methyliert Basen der DNA der Glioblastomzellen und löst so den Zelltod aus. Dieser Defekt wird durch die MGMT durch die Übertragung der Methylgruppe auf sich selbst rückgängig gemacht. Je aktiver die MGMT, um so schlechter das Ansprechen auf TMZ [8, 9]. Nur bei einem unmethylierten MGMT- Promotor wird MGMT exprimiert; eine Methylierung des Promotors blockiert die Expression der MGMT [8, 9]. Die schlechte Ansprechrate von TMZ bei Patienten ohne MGMT-Promotor-Methylierung, die der Abbildung 2 des Leipziger Zellkulturversuchs zu entnehmen ist, kann man sich aufgrund der fehlenden Methylierung und damit der verstärkten Reparatureigenschaft der MGMT erklären [8]. Nicht erklärbar dagegen ist die schlechte Ansprechrate auf die Bestrahlung bei Glioblastomzellen ohne MGMT-Promotor-Methylierung (Abb. 2; 0 µM), da die Strahlentherapie sogar die Standardtherapie bei Tumoren ohne MGMT-Promotor-Methylierung oder unbekanntem MGMT-Status ist. Die Strahlenwirkung ist unabhängig vom MGMT-Promotor-Methylierungs-status, weil die Bestrahlung Doppelstrangbrüche induziert [10], die von der MGMT nicht repariert werden können [8]. Unerklärbar ist auch, warum die Bestrahlung erst drei Tage nach der Behandlung mit Methadon bzw. TMZ bei den Glioblastomzellen durchgeführt wurde. Die Bestrahlung wie auch die Methadon-Behandlung müssen zeitgleich erfolgen, um eine Wirkverstärkung zu erzielen. Auch die Werte innerhalb der Grafik sind damit nicht vergleichbar, da bei TMZ, Methadon und Bestrahlung verschiedene Behandlungszeiten vorlagen.
Desweiteren wurde nach der Bestrahlung das Kulturmedium erneuert. Das bedeutet, dass TMZ und Methadon erneut zugesetzt und die Zellen erneut behandelt worden sein müssten. Bei Methadon würde die erneute Behandlung keinen Effekt bringen, da alle Opioidrezeptoren von der ersten Behandlung schon belegt sind und Methadon schon gewirkt hat. Für TMZ wäre es dann aber eine zusätzliche zweite Behandlung. Sind aber TMZ und Methadon nicht zugesetzt worden, würden beide Substanzen ab der Bestrahlung zum Zeitpunkt 72 h fehlen.
Warum niedrige Methadon-Konzentrationen das Zellwachstum zu fördern scheinen. Die Autoren des Leipziger Zellkulturversuchs wundern sich, dass mehr Glioblastomzellen unter Methadon bei niedrigeren Konzentrationen überleben als in der Kontrolle der unbehandelten Zellen (Supplement der Studie: Abb. 4). Unbehandelte Zellen teilen sich in der Kultur. Ab einer bestimmten Dichte wird in diesen Zellen der spontane Zelltod (Spontanapoptose) ausgelöst. Methadon führt zu einer Hemmung der Zellteilung in Glioblastomzellen, dadurch tritt die Spontanapoptose aufgrund der geringeren Dichte der Zellen nicht auf. Da in der Publikation die unbehandelten Kontrollen immer als Bezugsgröße für den Wert von 100% lebendigen Zellen gewählt wurden, weiß man nicht, wie viele lebendige Zellen zum Zeitpunkt 144 h im Vergleich zum Zeitpunkt 0 h tatsächlich in den unbehandelten Zellen überhaupt noch vorhanden waren. Das können 90%, aber auch nur 10% lebendige Zellen als Referenzwert (100%) für die Kontrollen sein. Der tatsächliche Wert der noch lebendigen Zellen in der Kontrolle sollte deshalb in der Publikation angegeben werden.
Warum bei der Kombination mit Methadon der aktive Metabolit von Temozolomid vorliegen muss. TMZ wird bei physiologischem pH hydrolytisch gespalten, so dass der aktive Metabolit Monomethyltriazenylimidazolcarboxamid (MTIC) entsteht. MTIC ist ebenfalls sehr instabil und zerfällt rasch in die Produkte 5(4)-Aminoimidazol-4(5)-carboxamid (AIC) und Methylhydrazin. Methylhydrazin methyliert dann Basen der Zell-DNA [11].
TMZ weist eine In-vitro-Halbwertszeit von 1,9 Stunden in einem Phosphatpuffer bei 37°C und einem pH-Wert von 7,4 auf [11]. Bis deshalb ausreichend aktiver Metabolit vorliegt, werden 3,8 Stunden in Kultur benötigt. Da Methadon in Kultur sofort bindet und wirkt, muss der aktive Metabolit von TMZ schon von Anfang an zu 100% in der Kombinationsbehandlung vorhanden sein, um die komplette Wirkverstärkung von TMZ durch Methadon zu erhalten. Denn bis der aktive Metabolit vorliegt, hat Methadon längst gebunden und gewirkt. Bei alleiniger TMZ-Behandlung ist es egal, ob man wartet, bis der komplette aktive Metabolit nach Hydrolyse vorliegt, nicht aber in der Kombination mit Methadon. Deshalb muss für valide Ergebnisse der aktive Metabolit von TMZ schon zu Anfang der Behandlung mit Methadon vorliegen.
Sehr große Standardabweichungen und nicht korrelierende Daten. Erstaunlich sind die Standardabweichungen von 25% in Abbildung 2 der Originalpublikation. Dies zeigt wiederum, dass man verschiedene Effekte bei Patienten nicht in einer Abbildung zusammenfassen sollte, zudem sich Patient 4 auch sehr stark von dem Methylierungsstatus der anderen Patienten unterscheidet. Auch bei der Betrachtung der Ergebnisse der einzelnen Patienten in den Supplement-Abbildungen 2 und 3 sind die Standardabweichungen innerhalb der gleichen Werte sehr groß. Zudem variieren die Messwerte beider Tests zur Bestimmung der lebendigen Zellen bei gleicher Konzentration und gleichem Zeitwert.
Warum Zellkulturversuche mit Doxorubicin aussagekräftig sind. Die Autoren bemängeln unsere 2014 in Cell Cycle publizierten Ergebnisse mit Doxorubicin [12]. Doxorubicin sei keine geeignete Studiensubstanz, da sie die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinder und deshalb beim Glioblastom nicht angewendet werden kann. Diese Kritik ist nicht berechtigt. In der Zellkultur muss immer mit dem reinen Wirkstoff gearbeitet werden, um die Störgrößen aufgrund der Galenik zu vermeiden. Das Medikament Caelyx®, eine pegylierte liposomale Formulierung von Doxorubicin, kann die Blut-Hirn-Schranke überwinden und wurde auch von Hau et al. in klinischen Studien bei Hirntumoren eingesetzt [13]. Darauf wurde schon in der Originalpublikation hingewiesen [12].
Fazit
Wenn man die zu erreichenden Gewebespiegelkonzentrationen von Methadon mit einbezieht, die für die Wirkung von Methadon im Gewebe aussagekräftig sind, kann diese In-vitro-Studie die Hypothese bestätigen, dass Methadon Glioblastomzellen ohne MGMT-Promotor-Methylierung zerstören kann, gerade wenn die Standardtherapie mit Temozolomid und Bestrahlung fehlschlägt, aber auch zusätzlich die Standardtherapie verstärken kann. |
Literatur:
[1] De Waal EJ et al. Effects of prolonged exposure to morphine and Methadone on in vivo Parameters of immune funktion in rats, Toxicology 1998,129,201-210
[2] Nassonge M-C et al. In contrast to Cocaine, prenatal Exposure to methadone does not produce detectable alterations in the developing mouse brain, Developmental Brain Resaerch,1989,110,61-67
[3] Tubaro E et al. Methadone versus morphine: Comparison of their effect on phagocytic functions, International Journal of Immunepharmacology 1987,9,79-88
[4] Gomez-Lechon MJ et al. Hepatotoxity oft the Opioids Morphine, Heroin , Meperidine, and Methadone to Cultured Human Hepatocytes Molecular Toxicology, 1987:453-563,
[5] Hilscher H-J, Methadon ein essentielles Medikament in der Palliativmedizin Connexi 7-2018
[6] Davis MP, Glare PA, Hardy J, Columba Quigley Opioid in Cancer Pain 2009, Oxford University Press
[7] Latzer P, Kessler T, Sahm F, Rübmann P, Hielscher T, Platten M, Wick W. Methadone does not increase toxicity of temozolomide in glioblastoma cells. Poster 33. Deutscher Krebskongress, 21.–24. Februar 2018, Berlin; Oncol Res Treat 2018;41(suppl 1):1-221
[8] Christmann M, Nagel G, Horn S, Krahn U, Wiewrodt D, Sommer C, Kaina B. MGMT activity, promoter methylation and immunohistochemistry of pretreatment and recurrent malignant gliomas: a comparative study on astrocytoma and glioblastoma Int. J. Cancer 2010,127,2106-2118
[9] Christmann M, Verbeek B, Roos WP, Kaina B. O6-Methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) in normal tissues and tumors: Enzyme activity, promoter methylation and immunohistochemistry Biochim Biophys Acta. 2011,1816,179-90.
[10] Santivasi WL, Xia F. Ionizing radiation-induced DNA damage, response, and repair Antioxid Redox Signal. 2014,21:251-259
[11] Denny BJ, Wheelhouse RT, Stevens MFG, Lincoln L, und Slack JA, NMR and molecular modeling investigation of the mechanism of activation of the antitumor drug Temozolomide and its interaction with DNA, Biochemistry, 1994,33,9045-905
[12] Friesen C, Roscher M, Hormann I, Fichtner I, Alt A, Hilger RA, Debatin KM, Miltner E.Opioid receptor activation triggering downregulation of cAMP improves effectiveness of anti-cancer drugs in treatment of glioblastoma.Cell Cycle 2014;13:1560-1570
[13] Hau P, Fabel K, Baumgart U, Rümmele P, Grauer O, Bock A, Dietmaier C, Dietmaier W, Dietrich J, Dudel C, Hübner F, Jauch T, Drechsel E, Kleiter I, Wismeth C, Zellner A, Brawanski A, Steinbrecher A, Marienhagen J, Bogdahn U. Pegylated liposomal doxorubicin-efficacy in patients with recurrent high-grade glioma. Cancer, 2004,100,1199-207
31 Kommentare
München, Shanghai und Norwegen bestätigt positive Ergebnisse zu Methadon
von J. Schmidt am 10.06.2019 um 11:24 Uhr
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Guter Artikel
von Katrin am 16.04.2019 um 19:24 Uhr
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Unabhängige Studien erforderlicher denn je . . .
von Alexander Schaible am 16.04.2019 um 9:41 Uhr
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Geht's noch?
von Kathi Kern am 15.04.2019 um 17:12 Uhr
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Troll hier in den Kommentaren?
von J. Schmidt am 13.04.2019 um 18:29 Uhr
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AW: Wer ist J. Schmidt?
von Doro Thea am 15.04.2019 um 15:22 Uhr
Ohne Bezug zur Gegendarstellung ...
von J. Schmidt am 13.04.2019 um 18:22 Uhr
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AW: Ohne Bezug zur Gegendarstellung
von Doro Thea der Troll ; -) am 15.04.2019 um 20:51 Uhr
AW: Ohne Bezug zur Gegendarstellung
von Redaktion DAZ.online am 16.04.2019 um 12:48 Uhr
AW: Unabhängige Klinische Studien benötigt
von Juergen Busch am 13.04.2019 um 16:39 Uhr
AW: AW: Unabhängige Klinische Studien benötigt
von J. Schmidt am 13.04.2019 um 18:12 Uhr
Methadon
von Serra Hippmann am 13.04.2019 um 5:45 Uhr
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Danke DAZ
von Daniel am 12.04.2019 um 12:13 Uhr
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AW: Danke DAZ
von Katrin am 16.04.2019 um 19:31 Uhr
Methadon bei Krebs
von Angela Ünal am 11.04.2019 um 23:26 Uhr
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Methadon
von Rutherford Veronika am 11.04.2019 um 19:50 Uhr
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Metahadon
von Martina am 11.04.2019 um 17:59 Uhr
» Auf diesen Kommentar antworten | 0 Antworten
Methadon in der Krebstherapie
von Birgit Hein am 11.04.2019 um 17:24 Uhr
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BSDK und Methadon
von Simone am 11.04.2019 um 16:48 Uhr
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Chemos und Methadon
von Bianca Haas am 11.04.2019 um 15:51 Uhr
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2. Teil meines bei der Übermittlung verschluckten Kommentars
von Sabine Wolff am 11.04.2019 um 12:38 Uhr
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AW: .
von Doro Thea am 12.04.2019 um 21:54 Uhr
Methadon Hypothese
von B. Waluga am 11.04.2019 um 12:26 Uhr
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Methadon als Wirkverstärker
von Inga Bruhns am 11.04.2019 um 12:25 Uhr
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Methadon
von Stümpel am 11.04.2019 um 11:55 Uhr
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M-Gegner müssten die Studien fordern
von Juergen Busch am 11.04.2019 um 11:25 Uhr
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Chemos+Methadon
von Tobias Thiele am 11.04.2019 um 6:54 Uhr
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AW: Chemos+Methadon
von Sabine Wolff am 11.04.2019 um 11:57 Uhr
AW: Chemos+Methadon
von Brigitte Eiermann am 11.04.2019 um 13:30 Uhr
AW: Chemos+Methadon
von Katrin am 15.04.2019 um 10:41 Uhr
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