Arzneimittel

Pharmaforschung – neue Strategien gesucht

Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms weckte große Hoffnungen auf neue Medikamente. Die versprochenen maßgeschneiderten Arzneimittel lassen jedoch auf sich warten. Der Pharmabranche mangelt es an erfolgreichen Konzepten.

Die Stimmung war geradezu euphorisch. Maßgeschneiderte Medikamente für Krebs- und Herzkranke, und die auch noch billig, seien zum Greifen nahe. Dies mache das entschlüsselte menschliche Genom möglich, hieß es noch im vergangenen Sommer aus den Forschungsstätten. Zwar sind die Ansprüche geblieben, gewichen aber ist der Optimismus. In der Branche macht sich die Gewissheit breit, dass sich mit der Entzifferung der menschlichen Gene in erster Linie nur das Wissen um die Krankheiten vergrößert hat. Die angekündigten Medikamente gegen Krebs oder Herz-Kreislauferkrankungen sind jedoch noch nicht in Sicht.
Das Zauberwort in der Arzneimittelforschung lautet daher „Paradigmenwechsel“. In den letzten Jahren beherrschte die „kombinatorische Chemie“ die Forschung. Auch Aventis Pharma in Frankfurt setzte auf diese Strategie. In der riesigen Wirkstoffbibliothek des Pharmakonzerns warten daher noch immer rund 1 Mio. Chemikalien und Naturstoffe auf ihren Testeinsatz.
Die Strategie der Wissenschaftler besteht nach wie vor darin, zahlreiche Substanzen aus dem Labor in ihrer biochemischen Wirkung zu testen. Eine der Substanzen bindet innerhalb einer Zelllösung, ein Indikator ändert seine Farbe, und schon wird ein Stoff zum Wirkstoffkandidaten. Zu diesem Zeitpunkt ist die genaue Andockstelle, der Rezeptor, häufig noch gar nicht bekannt. Die meisten der so getesteten Chemikalien und Naturstoffe erweisen sich daher als Blindgänger: Jahre später zeigen sie im Tierversuch nicht die gewünschte Wirkung oder sind giftig.
So hat sich dieses Konzept als teuer und uneffizient erwiesen. Bei jährlichen Kosten von rund 35 Mrd. Dollar brachten die Pharmakonzerne im Jahr 1998 weltweit nur 35 neue Medikamente auf den Markt – fast halb so viel wie 1988, als die Branche noch knapp 20 Mrd. Dollar weniger in die Arzneimittelforschung investierte. 400 Mio. bis 900 Mio. Dollar kostet nach Angaben der Pharmaindustrie zur Zeit die Entwicklung eines neuen Medikaments. „Das liegt vor allem an den Fehlschlägen mit zunächst vielversprechenden Wirkstoffen“, erklärt Dr. Günther Wess, einer der Forschungsleiter bei Aventis.
Um Kosten zu sparen und die Suche nach neuen Arzneien zu pushen, wollen die Forscher nicht länger nur auf das Prinzip Zufall bauen. „Wir müssen uns den Wurzeln der Krankheit widmen“, erklärt Wess. Dabei wollen die Wissenschaftler das Wissen ums menschliche Erbgut einsetzen. Sie versuchen Fragen zu beantworten wie: Welche Gene sind im kranken Gewebe aktiv, welche im gesunden? Wie wirken Gene, Proteine und Botenstoffe der Zellen im kranken Organismus aufeinander? An welchem Punkt lässt sich in dieses Geschehen eingreifen? „Wenn wir das wüssten, ließe sich die Zahl der Möglichkeiten, eine Krankheit zu bekämpfen, vervielfachen“, erklärt Wess.
Die Forscher wollen mit Hilfe von Computersimulationen ihrem Verständnis von den Vorgängen in der Zelle auf die Sprünge helfen (siehe Kasten). Dazu reicht es jedoch nicht aus, nur beteiligte Gene zu kennen. „Wir wissen zur Zeit zu wenig über Struktur und Biochemie der Proteine“, klagt Wess. Nicht umsonst gehören daher Bioinformatiker heute zu den begehrtesten Experten in der pharmazeutischen Industrie. Mit Hilfe von leistungsstarken Rechnern bewältigen sie die ständig wachsende Datenmenge.
Um daraus die gewünschte Ausbeute zu erzielen, bleiben Fließbandmethoden nach wie vor das A und O in der Arzneimittelsuche. Dabei arbeitet sich ein Roboter wie an einer Fabrikstraße Reihe für Reihe durch miniaturisierte Testplatten, die jeweils tausende unterschiedliche Wirkstoffe enthalten. Automaten erkennen diese Substanzen und testen ihre Wirkung an Zell- und Gewebeproben.
Eine große Rolle spielen dabei neuartige Bio-Chips. Auf ihnen sind schachbrettartig winzige Gewebeproben angeordnet. Gekoppelt mit verschiedenen Indikator- und Farbstoffmolekülen lässt sich auf jeder einzelnen Probe verfolgen, wie eine Substanz beispielsweise auf Nervengewebe oder Magenschleimhaut wirkt.
Auf diese Weise hoffen die Forscher, Nebenwirkungen schon im Labor vorhersagen zu können – ein wichtiger Schritt, um künftig die langen Zulassungszeiten von neuen Medikamenten zu verkürzen. Die Chip-Technik soll außerdem helfen, Patienten als unterschiedliche „Arznei-Typen“ zu kategorisieren. „In Zukunft wird die Genetik eines Kranken bei der Behandlung immer wichtiger“, erklärt Prof. Theodor Dingermann vom Institut für Pharmazeutische Biologie im Biozentrum Frankfurt. „Statt: Ein Medikament für alle – gilt dann: Für jeden genau das richtige.“
Ob und wann diese Vision Realität wird, all die neuen Techniken und Strategien zum gewünschten Erfolg führen, wissen die Forscher heute noch nicht. „Derzeit steht Aventis auf dem Arzneimittelmarkt noch vergleichsweise gut da“, urteilt Oliver Kämmerer, Pharmaexperte der Bank Julius Bär in Frankfurt. Der Nachschub an neuen Arzneien jedoch fehlt, obwohl Aventis jährlich rund 2,4 Mrd. Euro in die Forschung investiert – Tendenz steigend. Statt der 1999 versprochenen zwei bis drei Medikamente pro Jahr stehen 2001 und 2002 nur drei neue Produkte auf dem Programm. ELKE BODDERAS

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