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Arzneistoffentwicklung

Zufall war gestern

26.08.2015
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Von Hannelore Gießen, Lindau / Wie sich die Entwicklung neuer Arzneistoffe innerhalb weniger Jahrzehnte verändert hat, diskutierten kürzlich Wissenschaftler auf der Nobelpreisträger­tagung in Lindau. Der Biochemiker Professor Dr. Aaron Ciechanover beschreibt die jetzige Phase als dritte Revolution.

Ciechanover erhielt im Jahr 2004 mit zwei weiteren Forschern den Chemie-Nobelpreis für die Entdeckung, wie sich eine Zelle mithilfe des Enzyms Ubiquitin überflüssiger Proteine entledigt. Derzeit forscht er am israelischen Rappaport Institut in Haifa im Bereich Personalisierte Medizin.

 

»In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden Arzneistoffe eher zufällig entdeckt«, sagte der Wissenschaftler. Er verwies auf Alexander Fleming, dem 1928 auffiel, dass sich in einer vergessenen Petrischale um einen Pilz ein Hof in einem Bakterien­rasen gebildet hatte. Diese Beobachtung führte den Bakteriologen auf die Spur des Penicillins.


Revolution des Zufalls

 

Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts bestand der Arzneischatz fast ausschließlich aus Heilpflanzen. Der therapeutische Nutzen von Weidenrinde oder Fingerhut war seit Jahrhunderten bekannt. Nun wuchs das Interesse an den wirksamen Bestandteilen: Salicylsäure und Digitalisglykoside wurden isoliert. »Diese Arzneimittel haben den Patienten geholfen, ohne dass Wissenschaftler damals gewusst hätten, wie und weshalb«, sagte Ciechanover.

Die Versuche, die Wirksamkeit von Salicylsäure bei gleichzeitig weniger Nebenwirkungen zu verbessern, mündeten in der Synthese von Acetylsalicylsäure und in der Entdeckung, dass die chemische Modifikation durch die Acetylierung zur Thrombozytenaggregationshemmung führt.

 

Die zweite Revolution begann in den 1970er-Jahren mit neuen experimentellen Methoden sowie einem systematischen Screening nach gezielten Arzneistoffen. Der Aufbau riesiger Bibliotheken an chemischen Strukturen prägte diese Phase. War das aktive Zentrum eines Enzyms bekannt, konnte eine passende Zielstruktur konstruiert werden. »So sind beispielsweise die Statine entwickelt worden«, sagte Ciechanover. In anderen Fällen sei die Proteinstruktur eines Oberflächen­rezeptors analysiert und gezielt ein dazu passender Antikörper entwickelt worden.

 

»Unsere Vorstellung von Krankheiten war jedoch zu sehr verallgemeinert«, machte der Wissenschaftler deutlich. »Erst nach und nach lernten wir, dass die molekulare Basis einer Krankheit bei verschiedenen Menschen sehr unterschiedlich sein kann.«

 

Biochemische Revolution

 

Die Entschlüsselung des Genoms gab um die Jahrtausendwende den Startschuss für die dritte Phase. Damit verlagerte sich der Fokus von der Erkrankung auf den individuellen Patienten. Diese Revolution wird nach Auffassung des Nobelpreisträgers noch die nächsten Jahrzehnte anhalten. Sowohl die Entwicklung neuer Medikamente als auch ihre therapeutische Anwendung werden von vier Faktoren geprägt werden, die Ciechanover als »die vier P« zusammenfasste:

 

  • Personalisiert: Arzneimittel werden für Subgruppen von Patienten entwickelt und gezielt angewandt werden.
  • Prädiktiv: Anhand ihres genetischen Profils können Interaktionen zwischen Patient und Arzneimittel erkannt und so viele Nebenwirkungen verhindert werden.
  • Präventiv: Über den prädiktiven Ansatz könnten vielfach auch Krankheiten verhindert werden.
  • Partizipatorisch: Die Patienten werden zunehmend mehr in die Entscheidungen über ihre Behandlung einbezogen werden.
     

Ciechanover geht davon aus, dass das Sequenzieren eines Genoms bald in einem Tag möglich sein und weniger als 1000 Dollar kosten wird. Vor einer Therapie werde dann eine genetische Analyse mit Informationen über die exprimierten Proteine und metabolischen Veränderungen verknüpft werden.

 

»Die weitaus meisten Krankheiten sind multigenetisch bedingt, und die kausale Verknüpfung zwischen den Genprodukten ist heute noch nicht klar. In den nächsten Jahren und Jahrzehnten wird das genetische Profil von Erkrankungen jedoch zunehmend besser verstanden werden. Die Arzneimitteltherapie wird dann eine völlig andere sein als heute«, zeigte sich Ciechanover überzeugt. /

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