Pharmazeutische Zeitung online
Mathematische Modellierung

Medikamententests im Computer

20.08.2007
Datenschutz bei der PZ

Mathematische Modellierung

Medikamententests am Computer

Von Bettina Sauer

 

Eine Stuttgarter Firma will eine »virtuelle Leberzelle« erschaffen. Mit ihrer Hilfe soll sich unter anderem der Abbau von Arzneimitteln im Computer nachvollziehen lassen.

 

Die Leber ist eine komplexe biochemische Fabrik, die täglich über 10.000 Substanzen auf-, ab- oder umbaut. Auch viele Medikamente werden von ihren Zellen, den Hepatozyten, verstoffwechselt. Die Stuttgarter Firma Insilico Biotechnology will die Fülle dieser physiologischen Prozesse im Computer nachvollziehen. Ziel ist die Erschaffung einer »virtuellen Leberzelle«. »Wir versprechen uns davon unter anderem Hinweise auf die Nebenwirkungen und den Abbau von Medikamenten«, sagte Geschäftsführer Klaus Mauch der PZ. »Wir streben die Simulation einiger hundert chemischer Reaktionen an.«

 

Dazu führen sie derzeit eine sogenannte »Mathematische Modellierung« durch. Sie erfassen Daten aus realen Zellkulturtests, Tierversuchen und klinischen Studien und wandeln sie in mathematische Gleichungen um. In das Modell speisen die Wissenschaftler auch eigene Experimente an Leberzellen ein. Um die Datenflut zu bewältigen, kooperieren sie mit dem Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart. Mauch sagte: »2008 soll der erste Prototyp vorliegen.«

 

In der Erschaffung virtueller Zellen verfügt das Unternehmen über Erfahrung. »Wir haben bereits das Darmbakterium Escherichia coli und die Bierhefe Saccharomyces cerevisiae komplett auf dem Computer abgebildet«, sagte Mauch. »Mit diesen Modell treffen wir Voraussagen, um biotechnologische Herstellungsverfahren für Vitamine und andere Substanzen zu entwickeln oder zu optimieren.«

 

Das neue Projekt ist eingebettet in das »Kompetenznetzwerk Systembiologie des Hepatozyten«, und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die beteiligten Forschergruppen modellieren verschiedene Hepatozyten-funktionen, etwa den Eisenstoffwechsel oder die Aufnahme von Molekülen ins Zellinnere. Aus diesen Bausteinen soll das Gesamtbild der „virtuellen Leberzelle” zusammengesetzt werden.

 

Insilico ist im Bereich »Detoxification« (Entgiftung) zuständig für die Verstoffwechslung von Arzneimitteln. »Das Modell soll der pharmazeutischen Industrie dienen«, sagte Mauch. »Durch seine Vorhersagen lassen sich Experimente an realen biologischen Systemen einsparen. Dasmacht die Entwicklung neuer Medikamente schneller und günstiger.« Das Modell soll aber nur begleitend zum Einsatz kommen. »Es kann Zelltests, Tierversuche und klinische Studien nicht komplett ersetzen &#8211 ebenso wenig wie eine Computersimulationen den realen Crashtest in der Automobilindustrie.« Mehrere Unternehmen hätten schon Interesse bekundet. Zuerst wird der Prototyp seine Genauigkeit unter Beweis stellen und den Abbau des schon auf dem Markt befindlichen Cholesterolsenkers Atorvastatin nachvollziehen.

Mehr von Avoxa