Wie Medikamente die Leber schädigen

Die Leber hält viel aus: Nimmt sie Schaden, kann sie bis zur Hälfte ihres Gewebes regenerieren. Doch bei manchen Medikamenten stößt sie an ihre Grenzen, weiß Leber-Forscher Jan Hengstler. Wo diese liegen, kann er mit Hilfe von Modellen vorhersagen.

Professor Jan Hengstler
Professor Jan Hengstler leitet den Fachbereich Toxikologie am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund. © Falk Foundation e.V.

bmbf.de: Warum ist die Leber für unseren Körper wichtig?

Jan Hengstler: Alles, was wir schlucken, muss zunächst durch die Leber hindurch, bevor es in den allgemeinen Blutkreislauf gelangt. Sie entgiftet dabei vieles, was für den Organismus schädlich ist. Dadurch ist sie aber stets in Gefahr: Sie bekommt alle Gifte in geballter Ladung ab.

Mehr als fünf Millionen Menschen in Deutschland leiden an einer Lebererkrankung. Wodurch können diese Krankheiten entstehen?

Die Ursachen sind vielfältig: Häufig sind Alkohol oder Übergewicht im Spiel. Dann gibt es verschiedene Viruserkrankungen, die Leberschäden verursachen, aber auch erbliche Lebererkrankungen. Und Leberschäden können auch durch Chemikalien oder Medikamente hervorgerufen werden.

Sie untersuchen Leberschädigungen durch Medikamente. Was passiert dabei genau?

Medikamente gelangen zumeist in hoher Konzentration in die Leber. Dort können sie verschiedene Funktionen stören oder zum Absterben von Leberzellen führen.

Aber die Leber kann sich doch regenerieren…

Ja, im Laufe der Evolution haben sich Pflanzen- und Allesfresser wie wir daran gewöhnt, giftige Pflanzen zu sich zu nehmen. Dadurch hat die Leber gelernt, einmalige Schäden zu reparieren. Es kann sogar bis zur Hälfte des Lebergewebes absterben und sich hinterher wieder aufbauen. Die Regeneration funktioniert jedoch nicht so gut, wenn wiederholt giftige Substanzen in den Körper gelangen. Dann kann es zu einer Vernarbung kommen, die die Architektur des Organs verändert. Und dies führt schlimmstenfalls zu einer Leberzirrhose, die tödlich enden kann.

Es kann sogar bis zur Hälfte des Lebergewebes absterben und sich hinterher wieder aufbauen.

Professor Jan Hengstler

Sie analysieren diese Abläufe am Beispiel von Paracetamol, einem sehr gängigen und nicht verschreibungspflichtigen Medikament. Wann ist es schädlich?

Paracetamol ist als Medikament in der therapeutischen Dosis absolut harmlos. Bis zu drei Gramm kann man täglich problemlos gegen Fieber oder Schmerzen einnehmen. Wenn diese Grenze jedoch nur ein wenig überschritten wird, entstehen sehr häufig Leberschäden. Paracetamol ist als Modellsubstanz für die Forschung so interessant, weil genau bekannt ist, ab wann es giftig wirkt. Das hilft uns zu verstehen, wie man auch bei anderen Wirkstoffen erkennen kann, ob sie schädlich sind.

Wie testen Sie die Wirkung von Medikamenten auf den Menschen?

Wir nehmen menschliche Leberzellen und setzen sie im Labor einer ganz bestimmten Konzentration eines Wirkstoffs aus. Von vielen Medikamenten weiß man, ab welcher Blutkonzentration sie giftig sind. Wenn wir genau bei diesem Wert auch einen Schaden in der Zellkultur beobachten können, ist eine Übertragung vom Zellkultur-Modell auf den Menschen einfach. Bei vielen Substanzen ist es jedoch komplizierter. Sie schädigenden Menschen schon bei einer geringeren Konzentration.

Was machen Sie in diesen Fällen?

Wir suchen nach Anzeichen, ob sich die Leberzellen in Kultur schon bei den geringeren Konzentrationen in einem Stresszustand befinden. Dies können veränderte Abläufe und Funktionen der Zellen sein. Wir suchen diese gezielt und speisen die Ergebnisse aus diesen Tests dann in Computermodelle ein, um auch noch weitere physiologische Eigenschaften der Leber zu berücksichtigen. Zum Beispiel simulieren wir den Stoffwechsel der Leber am Computer: Wieviel Substanz kommt wo im Organ an, wie wird sie verstoffwechselt und wann führt ein Wirkstoff zum Absterben der Zellen oder anderen Schäden.

Mit der Kombination aus Zellkultur-Tests und Computermodellen wollen wir vorhersagen, ob und ab wann eine neue Substanz schädlich ist.

Professor Jan Hengstler

Was ist das Ziel Ihrer Forschung?

Mit der Kombination aus Zellkultur-Tests und Computermodellen wollen wir vorhersagen, ob und ab wann eine neue Substanz schädlich ist. Eine solche Teststrategie ist schneller und kostengünstiger als bisherige Methoden – und könnte Medikamententests zudem noch sicherer machen.

Könnten Ihre Vorhersagen auch dazu beitragen, Tierversuche zu ersetzen?

Das ist unser Ziel, auch wenn auf dem Weg dahin noch viel zu tun ist. Wenn unsere Tests einige Jahre neben den gesetzlich vorgeschriebenen Test mitgelaufen sind und man sieht, die hätten das genauso gut vorhergesagt, dann ist dies prinzipiell möglich.

Was kann jeder von uns tun, um seine Leber zu schonen?

Es helfen vor allem zwei Dinge: ausgewogene Ernährung und regelmäßige Bewegung. Fast ein Drittel der Deutschen hat inzwischen eine Fettleber – das ist unglaublich. Die Leber funktioniert dann noch, ist allerdings für bestimmte Lebererkrankungen wie Leberzirrhose deutlich anfälliger. Auch das Tumor-Risiko steigt. Das Fett aus der Leber kann zum Glück auch wieder abgebaut werden. Es lohnt sich also immer, ein gesundes Leben zu beginnen.

Zur Person

Professor Jan Hengstler leitet den Fachbereich Toxikologie und Systemtoxikologie am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund. Zu seinen Forschungsschwerpunkten zählt die Risikobewertung von Medikamenten und Chemikalien. Dabei wird er in mehreren Projekten vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt.