von Jana Gurinova
am 29. Mai 2017
ungefähr 4 Minuten
Themen: Forschende , Pharmazie , Semesterfrage

Neue Ära der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung?

Jana Gurinova ist Diplomstudentin der Pharmazie an der Universität Wien, ein NaturTalent des High Potential Programms NaturTalente der Universität Wien und in der Forschung als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Pharmacoinformatics Research Group am Department für pharmazeutische Chemie tätig. Das Projekt TransQST, in welches sie zurzeit involviert ist, beschäftigt sich, ähnlich der Semesterfrage, mit dem Thema der Übertragbarkeit von Labordaten auf den Menschen in der Entwicklung eines Arzneistoffs:

Von Tier- und Zellversuchen auf das Verhalten von Substanzen im menschlichen Körper zu schließen war bislang eine der größten Herausforderungen in der Entwicklung eines neuen Arzneistoffs. Das europäische Forschungsprojekt TransQST hat es sich zum Ziel gesetzt herauszufinden, ob die lang angekündigte Revolution der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung mit Hilfe von systembiologischen Ansätzen eine Realität werden kann, oder weiterhin ein unerreichbarer Traum bleibt.

 

Entwicklung eines Arzneistoffs

Grafik über Zeitspanne von Entwicklung bis zur Zulassung von Medikamenten (© Bundesamt für Sicherheit im Gesundheitswesen (BASG) / AGES 2009)
Grafik über Zeitspanne von Entwicklung bis zur Zulassung von Medikamenten (© Bundesamt für Sicherheit im Gesundheitswesen (BASG) / AGES 2009)

Der Weg einer Substanz von ihrer Entdeckung bis zum Markt ist ein langer und kostspieliger. 12 Jahre voller Forschung, präklinischer und klinischer Untersuchungen sind notwendig um ein neues Medikament auf den Markt zu bringen, bei Kosten von durchschnittlich 2 Milliarden US$. Der Weg ist dabei holprig und von vielen Fehlschlägen gekennzeichnet, immerhin beginnt er mit mehr als 10.000 Substanzen die sich nach und nach als unpassend erweisen, verengt sich auf fünf Substanzen in den klinischen Studien, und mündet am Ende in einen einzigen Kandidaten für den Markt.

 

 

Tierversuche und das Mysterium der Extrapolation

An Tierversuchen im Entwicklungszyklus mangelt es nicht, sie sind nämlich von der Behörde vorgeschrieben und trotz einer Fülle von computergestützten Methoden zur Vorhersage von Wirkungen und Nebenwirkungen immer noch der goldene Standard der präklinischen Forschungsphase. Woran es jedoch mangelt, sind Methoden zur Extrapolation der erhaltenen Daten. Wenn es meinen Mäusen nach Verabreichung der Probesubstanz gut geht, kann ich davon ausgehen, dass der menschliche Körper diese Substanz auch gut verträgt? Optimistische Schätzungen behaupten ja, die zurückhaltenden gehen von einer 50%-igen Chance aus, dass die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, was einem Münzwurf gleicht. Es muss also eine Methode her, welche es erlaubt, korrekte Rückschlüsse aus Tier- und Zellexperimenten auf den Menschen zu ziehen.

 

Bild einer Versuchsmaus  (© Baby Mouse / pexels.com (CC0))
Bild einer Versuchsmaus (© Baby Mouse / pexels.com (CC0))

Die Systembiologie und ihr Versprechen einer heile(re)n Welt

Die Systembiologie wurde in den letzten Jahren als die lang ersehnte Lösung für ein komplettes Verständnis des Körpers verehrt. Die Idee dahinter ist ganz einfach. Wenn ich Modelle für alle Ebenen des menschlichen Körpers zusammenfüge, muss ich am Ende dazu fähig sein, das Verhalten einer Substanz im gesamten Körper vorherzusagen und damit jegliche Nebenwirkungen im Keim zu ersticken, indem ich nur mehr Substanzen mit einem sauberen Wirkprofil weiterverfolge. Ich sehe mir dafür die Bewegung der Moleküle an, ihren Fluss durch Zellmembranen, das Verhalten von Zellen in Organen und der Organe zueinander, und erhalte so durch eine Addition der einzelnen Teile ein großes Modell für den menschlichen Körper. Im Prinzip einfach, in der Ausführung bislang nicht geschehen. Für die Leber als Organsystem gibt es einen systembiologischen Ansatz (Virtual Liver), für andere Organe wie Lunge, Niere oder Herz beschränken sich die Ansätze auf bestimmte Krankheiten.

 

TransQST als Pilotversuch

Das europäische Projekt Translational Quantitative Systems Toxicology (TransQST) hat es sich daher zum Ziel gesetzt, genau solche systembiologischen Modelle für durch Arzneimittel hervorgerufene toxische Nebenwirkungen in den Organen Leber, Niere, Herz und im gastrointestinalen Immunsystems auf die Beine zu stellen. Mit der Erschwernis, dass die Modelle als Grundlage nur Daten aus Zellkulturen oder Tierexperimenten verwenden, so wie es im Entwicklungszyklus eines Medikaments der Fall ist. TransQST entwickelt also Modelle, die als Input Rohdaten aus Zellkultur- und Tierexperimenten bekommen, diese korrekt auf die menschliche Physiologie übertragen können, und im Weiteren Auswirkungen und eventuelle Toxizitäten auf Ebene des kompletten Organs vorhersagen. Ein gewagtes Unternehmen, welches im Jänner 2017 begonnen hat, und 5 Jahre dauern wird.

Leiden Meeting, 24. März 2017. TransQST Partner, die Verfasserin des Beitrag als dritte von rechts. (© Jana Gurinova)
Leiden Meeting, 24. März 2017. TransQST Partner, die Verfasserin des Beitrag als dritte von rechts. (© Jana Gurinova)
Wenn ihr euch nach diesem interessanten Blogbeitrag für weitere Antworten zu unserer derzeitigen Semesterfrage interessiert, lest im uni:view Magazin weiter: http://semesterfrage.univie.ac.at. Im Forum von derStandard werden bis zum Semesterende vier ExpertInnen-Artikel veröffentlicht, dort habt ihr ebenso die Möglichkeit unseren WissenschafterInnen Fragen zu stellen und mitzureden. Und vergesst nicht auf unsere abschließende Podiumsdiskussion „Geheimnis Gesundheit: Zwischen Präzisionsmedizin und Prater“ am 13. Juni um 18 Uhr!

Podiumsdiskussion Gesundheit (© Universität Wien)
Podiumsdiskussion Gesundheit (© Universität Wien)


Jana Gurinova


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