Nebenwirkungen von Aminolävulinsäure

5-Aminolävulinsäure,   eine endogene, nicht proteinogene Aminosäure, ist die erste Verbindung im Porphyrinsyntheseweg, der bei Säugetieren zu Häm und bei Pflanzen zu Chlorophyll führt. 5ALA zur photodynamischen Erkennung und Chirurgie von Krebs.

Medizinische Verwendung

Als Vorstufe eines Photosensibilisators wird 5ALA auch als Zusatz zur photodynamischen Therapie eingesetzt. Im Gegensatz zu größeren Photosensibilisatormolekülen wird 5ALA laut Computersimulationen in der Lage sein, Tumorzellmembranen zu durchdringen.

Krebsdiagnose

Bei der photodynamischen Detektion werden lichtempfindliche Arzneimittel mit Lichtquellen der richtigen Wellenlänge verwendet, um Krebs mithilfe der Fluoreszenz des Arzneimittels zu erkennen. 5ALA oder seine Derivate können zur Visualisierung von Blasenkrebs durch Fluoreszenzbildgebung verwendet werden.

Krebsbehandlung

Aminolävulinsäure wird für die photodynamische Therapie (PDT) bei einer Vielzahl von Krebsarten untersucht. Sie ist derzeit keine Erstbehandlung für den Barrett-Ösophagus. Ihr Einsatz bei Hirntumoren ist derzeit experimentell. Sie wurde bei vielen gynäkologischen Krebsarten untersucht. Aminolävulinsäure zur Visualisierung von bösartigem Gewebe während der Operation eines malignen Glioms (WHO-Grad III und IV) bei Erwachsenen. Sie wird zur Visualisierung von Tumorgewebe während einer Neurochirurgie verwendet. Studien seit 2006 haben gezeigt, dass die intraoperative Anwendung dieses geführten Ansatzes das verbleibende Tumorvolumen reduziert und das progressionsfreie Überleben bei Patienten mit malignem Gliom verlängert. Die US-amerikanische FDA hat Aminolävulinsäurehydrochlorid (ALA HCL) für diese Verwendung im Jahr 2017 zugelassen.

Nebenwirkungen

Zu den Nebenwirkungen können Leberschäden und Nervenprobleme gehören. Es kann auch zu Hyperthermie kommen. Auch Todesfälle sind die Folge.

Biosynthese

In nicht photosynthetischen Eukaryoten (wie Tieren, Pilzen und Protozoen) und dem Bakterium Alpha Proteus wird es durch ALA-Synthase aus Glycin und Succinyl-CoA produziert. Diese Reaktion ist als Shemin-Weg bekannt und findet in den Mitochondrien statt. In Pflanzen, Algen, Bakterien (außer Alphaproteobakterien) und Archaeen wird es aus Glutamat über Glutamyl-tRNA und Glutamat-1-Semialdehyd hergestellt. Die an diesem Weg beteiligten Enzyme sind Glutamyl-tRNA-Synthetase, Glutamyl-tRNA-Reduktase und Glutamyl-1-Semialdehyd-2,1-Aminomutase. Dieser Weg ist als C5- oder Beale-Weg bekannt Bei plastidenhaltigen Arten wird Glutamyl-tRNA von Plastidengenen kodiert, wo die Transkription und die nachfolgenden Schritte des C5-Signalwegs stattfinden.~!phoenix_var46_1!~

Bedeutung beim Menschen

Aktivierung von Mitochondrien :

Beim Menschen ist 5ALA der Vorläufer von Häm. Das biosynthetisierte 5ALA durchläuft eine Reihe von Umwandlungen im Zytosol und schließlich in den Mitochondrien zu Protoporphyrin IX. Dieses Protoporphyrinmolekül wird in Gegenwart von Ferrochelatase mit Eisen chelatiert, um Häm zu produzieren. Häm erhöht die mitochondriale Aktivität, was dazu beiträgt, den respiratorischen Krebszyklus und die Elektronentransportkette zu aktivieren, was zur Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) führt, das dem Körper ausreichend Energie liefert.

Akkumulation von Protoporphyrin IX:

Krebszellen fehlt die Ferrochelatase-Aktivität oder sie weisen eine verminderte Aktivität auf, was zur Anreicherung von Protoporphyrin IX, einer leicht sichtbaren fluoreszierenden Substanz, führt.

Induktion von Hämoxygenase-1 (HO-1) :

Überschüssiges Häm wird durch das HO-1-Enzym in Makrophagen in Biliverdin und Eisenionen umgewandelt. Das gebildete Biliverdin wird weiter in Bilirubin und Kohlenmonoxid umgewandelt. Biliverdin und Bilirubin sind starke Antioxidantien, die wichtige biologische Prozesse wie Entzündung, Apoptose, Zellproliferation, Fibrose und Angiogenese regulieren.

Anlage

In Pflanzen ist die 5-ALA-Produktion der Schritt, der die Geschwindigkeit der Chlorophyllsynthese reguliert. Pflanzen, die sich von exogenem 5-ALA ernähren, reichern toxische Mengen des Chlorophyll-Vorläufers Prochlorophyll an, was darauf hindeutet, dass die Synthese dieses Zwischenprodukts weiter unten in der Reaktionskette nicht gehemmt wird. Prochlorophyll ist ein starker Photosensibilisator in Pflanzen. Kontrolliertes Sprühen von 5-ALA in niedrigeren Dosen (bis zu 150 mg/L) kann jedoch dazu führen helfen, Pflanzen vor Stress zu schützen und das Wachstum zu fördern.