Antimetabolite

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 14. Juni 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Antimetabolite bezeichnen chemische Verbindungen, welche eine Hemmung des Stoffwechsels der natürlichen Metabolite bewirken. Sie haben aufgrund ähnlicher chemischer Strukturen vielfältige Auswirkungen auf alle physiologischen Prozesse, indem bestimmte Enzyme geblockt werden. Antimetabolite werden zum Beispiel in Form von Immunsuppressiva oder Zytostatika zur Krebstherapie eingesetzt.

Was sind Antimetabolite?

Alle Antimetaboliten setzen sich bei der Vermehrung der DNA der Krebszellen wie ein falscher Baustein dort ein. Auf diese Weise gelingt es, die Erbinformationen in den relevanten Regionen zu zerstören.
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Antimetabolite ähneln in ihrer chemischen Aufbauweise sehr stark den natürlichen Metaboliten. Diese Ähnlichkeit bewirkt im menschlichen Stoffwechsel eine Übernahme aller Aufgaben der körpereigenen Metaboliten. Letztere werden bei deren Einsatz gänzlich verdrängt. Dies bewirkt ein Blockieren von lebenswichtigen Stoffwechselvorgängen in den Körperzellen und führt letztlich zu deren Absterben.

Mittlerweile kommen meist sogenannte Folsäure-Antagonisten wie Methotrexat und Antagonisten wie Fluorouracil oder Cytarabin zum Einsatz. In der Krebstherapie bei Brust-, Magen-, Darm-, Knochen- und Bauchspeicheldrüsenkrebs sowie bei Leukämie werden Antimetabolite auch zur Palliativversorgung eingesetzt.

Da Antimetabolite allerdings ebenso gesunde Körperzellen schädigen, kommt es im Verlauf der Behandlung fast immer zu heftigen Nebenwirkungen. Diese Nebenwirkungen bedürfen dann einer weiteren Behandlung, um die Patienten nicht zu sehr zu schwächen.

Pharmakologische Wirkung auf Körper & Organe

Die unterschiedlichen Medikationen, welche in der Chemotherapie zum Einsatz kommen, werden als sogenannte Zytostatika bezeichnet. Es handelt sich dabei um Antimetabolite. Zytostatika stoppen die Zellfunktionen des menschlichen Körpers. Diese Antimetabolite bewirken, dass das Wachstum der bösartigen Krebszellen gehemmt wird. Dadurch wird dann ein Rezidiv der Tumore erreicht, das heißt, sie bilden sich zurück.

Im Normalfall unterliegt das Wachstum der Zellen strengen Regeln. Gesunde Körperzellen teilen sich grundsätzlich nur so oft, wie es für die Gewebefunktion und dessen Erhalt erforderlich ist. Bei bösartigen Tumorzellen ist dieser Mechanismus im Zellzyklus außer Kraft gesetzt und die entarteten Zellen teilen sich unkontrolliert und ohne Behinderung. Auf diese Weise entsteht ein Tumor.

Antimetabolite wirken genau hier, direkt an den Krebszellen. Sie werden vorzugsweise angegriffen. Somit werden unterschiedliche Vorgänge beeinflusst, welche für die Teilung der Zellen von Bedeutung sind. Der Zellteilungsprozess wird gestört und das weitere Wachstum der Krebszellen behindert.

Medizinische Anwendung & Verwendung zur Behandlung & Vorbeugung

Alle Antimetaboliten setzen sich bei der Vermehrung der DNA der Krebszellen wie ein falscher Baustein dort ein. Auf diese Weise gelingt es, die Erbinformationen in den relevanten Regionen zu zerstören. Die bösartigen Zellen können sich somit nicht mehr teilen.

Die sogenannten Folsäureantagonisten gehören zu den Zytostatika, ebenso wie die Purin- und die Pyrimidinanaloga. Diese Medikamente werden den Patienten meist intravenös verabreicht oder mithilfe von Infusionen, welche in Tropfenform abgegeben werden. Auf diese Weise werden die Antimetabolite meist zusammen mit gewöhnlichem Kochsalz zugeführt. Mittlerweile ist es auch üblich, spezielle Medikationen in Form von Tabletten zu verabreichen.

Viele dieser Antimetabolite sind hochtoxisch, somit müssen bei der Gabe die unterschiedlichsten Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden. Dazu zählt zum Beispiel die Verwendung von Mundschutz und Handschuhen.

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Verabreichung & Dosierung

Bei der Verabreichung und Dosierung von Antimetaboliten sind mehrere wichtige Aspekte zu berücksichtigen. Antimetaboliten sind chemotherapeutische Substanzen, die den Stoffwechsel von Zellen stören, indem sie als falsche Bausteine in biochemische Reaktionen eingebaut werden. Dazu gehören Medikamente wie Methotrexat, 5-Fluorouracil und Mercaptopurin.

Zunächst muss die genaue Dosierung individuell angepasst werden. Dies hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter das Körpergewicht, die Körperoberfläche, die Nieren- und Leberfunktion des Patienten sowie der allgemeine Gesundheitszustand. Besonders wichtig ist die regelmäßige Überwachung der Blutwerte, da Antimetaboliten die Blutzellproduktion im Knochenmark beeinträchtigen können, was zu schwerwiegenden Komplikationen wie Neutropenie, Thrombozytopenie und Anämie führen kann.

Die Verabreichung sollte unter strenger medizinischer Aufsicht erfolgen. Intravenöse Infusionen müssen langsam und kontrolliert verabreicht werden, um toxische Reaktionen zu minimieren. Bei oralen Formen ist sicherzustellen, dass die Medikamente zu den richtigen Zeiten und in den richtigen Mengen eingenommen werden, um die Wirksamkeit zu maximieren und Nebenwirkungen zu minimieren.

Außerdem ist die regelmäßige Überwachung der Nieren- und Leberfunktion essentiell, da Antimetaboliten nephro- und hepatotoxisch sein können. Die Patienten sollten ausreichend Flüssigkeit zu sich nehmen, um die Ausscheidung der Medikamente zu fördern und das Risiko von Nierenschäden zu verringern.

Patienten müssen auch über mögliche Nebenwirkungen wie Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Schleimhautentzündungen informiert und entsprechend betreut werden. Bei Anzeichen von schwerwiegenden Nebenwirkungen oder toxischen Reaktionen muss die Behandlung sofort angepasst oder unterbrochen werden.

Risiken & Nebenwirkungen

Die meisten Antimetabolite weisen die gleichen Nebenwirkungen auf, da sie wie alle Zytostatika unnatürlich wuchernde, bösartige Körperzellen an ihrem Wachstum hindern. Leider wirkt sich dies auch auf die gesunden Zellen aus. Da die sogenannten entarteten Zellen ihren Ursprung in gesunden Zellen haben, kann die Therapie grundsätzlich nicht gezielt stattfinden. Von den Auswirkungen der Behandlung sind dann auch alle Zellen betroffen, die auf natürliche Weise wachsen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um jene, die für die Blutbildung zuständig sind. Aber auch Haarwachstum und Schleimhäute werden angegriffen.

Weiterhin kommt es unter der Behandlung mit Antimetaboliten oft zu Erbrechen und Übelkeit sowie einem allgemeinen Krankheitsgefühl. Beim Blut sind in erster Linie die Leukozyten und Thrombozyten betroffen. Nach Ablauf von etwa zwei Wochen ist die Anzahl dieser Blutkörperchen dann soweit gesunken, dass das Immunsystem nur noch eingeschränkt funktioniert. Der Patient ist dadurch sehr anfällig für Infektionen aller Art.

Möglich ist auch eine Beeinträchtigung der Organfunktionen unter der Behandlung mit Antimetaboliten. Diese Nebenwirkungen können allerdings in großem Maße von der Art der Medikamente abhängen.

Kontraindikationen

Bei der Verwendung von Antimetaboliten gibt es mehrere typische Kontraindikationen, die berücksichtigt werden müssen, um das Risiko schwerwiegender Nebenwirkungen und Komplikationen zu minimieren. Eine der häufigsten Kontraindikationen ist eine bestehende Schwangerschaft oder Stillzeit, da Antimetaboliten teratogen wirken können und die Entwicklung des Fötus schädigen können. Frauen im gebärfähigen Alter sollten vor Beginn der Therapie einen Schwangerschaftstest durchführen und während der Behandlung eine zuverlässige Verhütungsmethode anwenden.

Patienten mit schwerwiegenden Leber- oder Nierenerkrankungen sind ebenfalls kontraindiziert, da diese Organe entscheidend für den Metabolismus und die Ausscheidung der Medikamente sind. Eine eingeschränkte Funktion könnte zu einer Akkumulation und erhöhten Toxizität führen. Daher sind regelmäßige Überwachungen der Organfunktionen und gegebenenfalls Dosisanpassungen notwendig.

Auch bei Patienten mit schwerwiegenden Infektionen oder stark eingeschränktem Immunsystem sollten Antimetaboliten vorsichtig eingesetzt werden. Diese Medikamente können die Immunabwehr weiter schwächen und das Risiko von lebensbedrohlichen Infektionen erhöhen. Eine bestehende Knochenmarkssuppression oder eine ausgeprägte Blutbildveränderung stellen ebenfalls eine Kontraindikation dar, da Antimetaboliten das Knochenmark zusätzlich schädigen können.

Eine weitere Kontraindikation ist eine Überempfindlichkeit oder Allergie gegen einen der Wirkstoffe oder Hilfsstoffe des Medikaments. Patienten, die in der Vergangenheit schwere allergische Reaktionen auf ähnliche Substanzen gezeigt haben, sollten alternative Therapien in Betracht ziehen.

Bei Patienten mit gastrointestinalen Erkrankungen wie Colitis ulcerosa oder schwerem Durchfall ist Vorsicht geboten, da Antimetaboliten die Schleimhäute des Magen-Darm-Trakts weiter schädigen können.

Interaktionen mit anderen Medikamenten

Bei der Verwendung von Antimetaboliten bestehen mehrere wichtige Interaktionen mit anderen Medikamenten, die berücksichtigt werden müssen, um unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden und die Wirksamkeit der Behandlung zu gewährleisten.

Eine der wesentlichen Interaktionen betrifft nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) wie Ibuprofen und Aspirin. Diese Medikamente können die Ausscheidung von Antimetaboliten wie Methotrexat über die Nieren hemmen, was zu einer erhöhten Toxizität und Nebenwirkungen wie Myelosuppression und Nierenschäden führen kann.

Antibiotika, insbesondere Penicilline und Sulfonamide, können ebenfalls die Clearance von Antimetaboliten beeinträchtigen und deren Konzentration im Blut erhöhen. Dies gilt auch für Probenecid, ein Medikament, das zur Behandlung von Gicht eingesetzt wird, da es die renale Ausscheidung von Antimetaboliten verringert.

Weitere relevante Interaktionen bestehen mit Folsäure und folsäurehaltigen Präparaten. Antimetaboliten wie Methotrexat wirken, indem sie die Folsäuremetabolismus stören. Die Einnahme von Folsäure kann daher die Wirksamkeit dieser Medikamente reduzieren. In einigen Fällen kann jedoch eine Supplementierung mit Folsäure notwendig sein, um die Nebenwirkungen zu verringern, was eine sorgfältige Abwägung und Überwachung durch den Arzt erfordert.

Die gleichzeitige Anwendung von Phenytoin, einem Antiepileptikum, kann durch die Enzyminduktion den Metabolismus von Antimetaboliten beeinflussen und deren Wirksamkeit verringern. Umgekehrt kann die Wirkung von Phenytoin durch Antimetaboliten verstärkt werden, was zu erhöhten Nebenwirkungen führen kann.

Kortikosteroide, wie Prednison, können ebenfalls mit Antimetaboliten interagieren. Diese Kombination kann das Risiko für Immunsuppression und Infektionen erhöhen. Zudem kann die gleichzeitige Anwendung von Impfstoffen problematisch sein, da Antimetaboliten die Immunantwort schwächen können und die Wirksamkeit von Lebendimpfstoffen vermindern.

Alternative Behandlungsmethoden

Wenn Antimetaboliten nicht vertragen werden, stehen verschiedene alternative Behandlungsmethoden und Wirkstoffe zur Verfügung, die abhängig von der jeweiligen Krebserkrankung und dem individuellen Gesundheitszustand des Patienten ausgewählt werden können. Eine häufige Alternative sind Alkylanzien, wie Cyclophosphamid und Ifosfamid. Diese Medikamente wirken, indem sie DNA-Stränge kreuzvernetzen und so die Zellteilung verhindern, was besonders bei lymphatischen und myeloischen Leukämien sowie bei soliden Tumoren wirksam ist.

Ein weiterer Ansatz sind Topoisomerase-Inhibitoren, wie Irinotecan und Etoposid, die die Enzyme Topoisomerase I und II hemmen. Diese Enzyme sind für die Entwindung der DNA während der Zellteilung notwendig, und ihre Hemmung führt zu DNA-Schäden und dem Tod der Krebszellen. Diese Wirkstoffe werden häufig bei verschiedenen soliden Tumoren und bestimmten Leukämien eingesetzt.

Taxane, wie Paclitaxel und Docetaxel, stellen eine weitere Alternative dar. Sie stabilisieren die Mikrotubuli und verhindern deren Abbau, was die Zellteilung stoppt und zum Zelltod führt. Taxane werden oft bei Brustkrebs, Lungenkrebs und Eierstockkrebs eingesetzt.

Monoklonale Antikörper, wie Rituximab und Trastuzumab, bieten eine zielgerichtete Therapie, indem sie spezifische Proteine auf der Oberfläche von Krebszellen erkennen und binden. Dies kann das Immunsystem des Körpers dazu anregen, die Krebszellen zu zerstören, oder die Signale blockieren, die das Wachstum der Krebszellen fördern.

Zudem können Tyrosinkinase-Inhibitoren, wie Imatinib und Erlotinib, bei bestimmten Krebsarten eingesetzt werden. Diese Medikamente blockieren spezifische Enzyme, die für das Wachstum und die Vermehrung von Krebszellen notwendig sind, und sind besonders bei chronischer myeloischer Leukämie und nicht-kleinzelligem Lungenkrebs wirksam.

Hormontherapien, wie Tamoxifen für Brustkrebs oder Flutamid für Prostatakrebs, bieten eine weitere Möglichkeit, indem sie hormonabhängige Wachstumswege der Krebszellen blockieren. Diese Alternativen können je nach spezifischer Indikation und Verträglichkeit des Patienten eine wirksame Option darstellen.

Quellen

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