Marie Curie-Förderung der EU für Wirkstoffforschung in der Organischen Chemie

Joscha Meiers studierte und promovierte in Saarbrücken und forschte anschließend in Harvard. Jetzt kommt er dank des prestigeträchtigen Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellowships der EU zurück auf den Campus. Das Programm fördert exzellente junge Forscherinnen und Forscher. 

Um Medikamente wirksamer zu machen oder neue Wirkstoffe zu entwickeln, verändert die Arbeitsgruppe für Organische Chemie von Professorin Tanja Gulder an der Universität des Saarlandes die Molekülstruktur von Arzneistoffen. Die Forscherinnen und Forscher sind darauf spezialisiert, diese kleinsten Bausteine der Substanzen zu „tunen“: Sie peppen sie auf, und zwar mit neuartigen, nachhaltigen Methoden, die umweltfreundlich und ressourcenschonend sind. Hierfür holen sich Gulder und ihr Team Inspiration bei der erfahrensten und ideenreichsten Apothekerin überhaupt: der Natur. Nach ihrem Vorbild und mit ihren Tricks, die in Jahrmilliarden ausdauernder Entwicklungszeit gereift sind, arbeiten sie daran, Wirkstoffmoleküle zu verbessern. 

„Die Natur kann uns helfen, zu erreichen, was wir heute noch nicht können. Wir gehen in unserer Forschung der Frage auf den Grund, wie sie in ihrer grünen Apotheke Heilstoffe erschafft. Dabei wollen wir herausfinden, wie genau diese Naturstoffe wirken und was wir uns hiervon abschauen können“, erklärt Tanja Gulder, die unter anderem an zwei Sonderforschungsbereichen und zwei Graduiertenkollegs der Deutschen Forschungsgemeinschaft beteiligt ist. „Wir arbeiten daran, die Methoden der Natur zu verstehen und nachzuvollziehen, welche Moleküle sie zu welchem Zweck herstellt und wie sie das tut. Ziel ist, ihre Chemie auf das Reagenzglas zu übertragen, um Wirkstoffe neu- oder weiterzuentwickeln“, sagt die Chemikerin. Mit ihrem Team stattet sie auf diese Weise Wirkstoffe von innen heraus mit neuen, maßgeschneiderten Eigenschaften aus. 

Eine solche, bereits bekannte Methode ist, Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Iod in organische Verbindungen einzubauen. Die Natur macht solche Halogenverbindungen vor: Bestimmte Biokatalysatoren, auch Halogenasen genannt, bauen auf einfallsreichste Art und Weise Naturstoffe auf, die in ihrer Molekülstruktur mindestens ein Halogenatom enthalten. Nach diesem Vorbild „halogenierte“ Produkte, etwa Antibiotika oder Krebsmedikamente, zeigen oft stärkere biologische Aktivitäten. Außerdem werden diese Stoffe „reaktiver“, das heißt, sie gehen schneller und leichter chemische Reaktionen mit anderen Substanzen oder ihrer Umgebung ein.

Auf diesem Gebiet forscht Joscha Meiers. Der promovierte Apotheker und Chemische Biologe will derart aufgepeppte Moleküle mit umweltfreundlicheren Methoden herstellen als bisher möglich, um künftig Arzneistoffe zu verbessern oder neue entwickeln zu können. „Viele Syntheseschritte bei der Herstellung von Arzneimitteln basieren auf organischen Halogenverbindungen. Sie dienen etwa als reaktionsfreudige Bausteine, um komplexe Wirkstoffe aufzubauen“, erklärt Joscha Meiers. „Etwa ein Drittel der zugelassenen Arzneimittel tragen heute mindestens ein solches eingebautes Halogen in ihren Molekülverbindungen; bei Pestiziden ist diese Zahl sogar deutlich höher“, ergänzt der Pharmazeut.

„Bislang ist es jedoch schwierig, die Halogenatome möglichst effizient in organische Verbindungen einzubauen. Nur ein kleiner Teil der genutzten Reagenzien wird letztlich ins Molekül eingebracht, der größte Teil landet in der Entsorgung“, erklärt Meiers. „Die heutigen Methoden für solche Halogenverbindungen sind zudem sehr energieintensiv. Man braucht hohen Druck, große Hitze und schwer recyclebare Lösungsmittel – die Verfahren sind also insgesamt nicht sehr umweltfreundlich“, sagt der Forscher. 

Tanja Gulders Team ist spezialisiert auf neue Methoden, um Halogenatome auf „milde“ Weise, umweltschonend und effizient in organische Moleküle einzubauen. Dies ist der Grund, warum Joscha Meiers an die Universität des Saarlandes kommt: Der Forscher arbeitet in Tanja Gulders Arbeitsgruppe jetzt daran, solche Verbindungen auf bessere Art herzustellen. Er entwickelt neuartige biokatalytische Methoden, um diese Verbindungen unter sehr energiefreundlichen Bedingungen bei Raumtemperatur in Wasser herzustellen. 

Dabei wird er gefördert mit einem Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellowship: Die Europäische Kommission zeichnete Joscha Meiers hiermit im Rahmen des EU-Forschungsrahmenprogramms „Horizont Europa“ in der hoch umkämpften Runde 2026 aus. Das prestigeträchtige Forschungsstipendium unterstützt promovierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und fördert Exzellenz in der Forschung.

Zur Person          

Der promovierte Pharmazeut und Chemische Biologe Joscha Meiers, der seit Mai 2023 in den USA in Harvard forschte, kennt den Saarbrücker Campus bestens: Er studierte Pharmazie an der Universität des Saarlandes. Bereits in seiner Masterarbeit im Labor von Professor Christian Ducho entwickelte er ein Verfahren, um zu bestimmen, wie viel eines Antibiotikums in das Innere einer Bakterienzelle gelangt. Er promovierte in der Gruppe Chemische Biologie der Kohlenhydrate von Professor Alexander Titz am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland auf dem Campus über chemische Synthese und mikrobiologische Analyse neuartiger Kombinationswirkstoffe gegen antibiotikaresistente Bakterien in Biofilmen. Seit 2023 forschte Meiers an der Harvard University in der Gruppe von Professorin Emily Balskus im Department of Chemistry and Chemical Biology. Dort arbeitete er an neuen antimikrobiellen Molekülen aus dem menschlichen Darmmikrobiom und neuartigen antibiotischen Strategien. 

Fragen beantworten:

Dr. Joscha Meiers:  E-Mail: joscha.meiers@uni-saarland.de

Prof. Dr. Tanja Gulder: E-Mail: tanja.gulder@uni-saarland.de 

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