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22. Oktober 2018

Wie entsteht ein Arzneimittel-Wirkstoff?

 
Von der Idee bis zur Marktreife eines Medikamentes vergehen im Schnitt mehr als 13 Jahre, in denen Pharmaforscher in ihren Labors an neuen Arzneimitteln tüfteln. Der erste Schritt: Ein Wirkstoff muss entwickelt werden.

Wissenschaftler arbeiten daran geeignete Substanzen zu finden, zu optimieren und diese so zu verpacken, dass sie verlässlich und zielgerichtet ihren Wirkort im Körper finden. Auf dem Weg hin zu einem zugelassenen Medikament müssen die Teams aus Chemikern, Biologen, Ärzten, Apothekern und vielen anderen so einige Hürden meistern. Zunächst suchen die Wissenschaftler nach einer Möglichkeit, in das Krankheitsgeschehen einzugreifen. Dazu müssen sie einen Angriffspunkt finden, der sich möglichst leicht beeinflussen lässt und eine Schlüsselposition im Krankheitsprozess einnimmt. Besonders häufig wählen sie Enzyme oder Rezeptoren als Angriffspunkte für den zu entwickelnden Wirkstoff. Enzyme ermöglichen chemische Reaktionen und machen den menschlichen Körper erst funktionsfähig. Rezeptoren dienen als Andockstelle für Signalstoffe wie etwa Hormone. Oft sitzen Rezeptoren an der Oberfläche von Zellen und leiten die durch den Botenstoff übermittelte Information ins Zellinnere weiter. Die Strukturen von Rezeptor und Botenstoff passen durch ihren komplexen molekularen Aufbau exakt zusammen – vergleichbar mit Schlüssel und Schloss. Jedes Enzym und jeder Rezeptor sind jeweils für einen ganz speziellen Prozess im Körper zuständig und deshalb für die Arzneimittelforschung besonders interessant. Sie ermöglichen es, Wirkstoffe zu entwickeln, die zielsicher einen ausgewählten Ablauf im Körper beeinflussen.

Suche nach der geeigneten Substanz

(© Pixabay)
Haben die Forscher einen geeigneten Angriffspunkt gefunden, suchen sie nach Substanzen, die an diese Struktur binden und in der Folge einen bestimmten Prozess auslösen oder verhindern. Zu diesem Zweck untersuchen sie, welche Eigenschaften ein Stoff haben muss, um an das ausgewählte Ziel anzudocken – zum Beispiel, indem sie nach körpereigenen Molekülen suchen, die dies können, um ihre Struktur nachzuahmen. Eine andere Möglichkeit ist es, den Aufbau des Rezeptors oder Enzyms am Computer nachzubauen und per Simulation ein passendes Gegenstück auszumachen. Oft testen die Pharmafirmen eine riesige Anzahl unterschiedlicher Substanzen, die sie im Laufe der Jahre in sogenannten Bibliotheken gesammelt haben, daraufhin durch, ob sie an das Ziel binden können. Gelingt es den Wissenschaftlern, auf die eine oder andere Art einen Stoff zu finden, der zur Zielstruktur passt, versuchen sie ihn weiter zu verbessern. Dieser Optimierungsprozess ist häufig sehr langwierig und kann sich über viele Jahre erstrecken. Hat das Pharmaunternehmen schließlich einen aussichtsreichen Wirkstoffkandidaten gefunden, meldet es diesen zum Patent an.

Tierversuche gesetzlich vorgeschrieben

Bevor der Stoff mit Menschen getestet wird, durchläuft er ein intensives Prüfprogramm. Toxikologen untersuchen, ob und ab welcher Dosis er giftig ist, ob er möglicherweise Krebs auslöst oder Kinder im Mutterleib schädigen kann. Neben Tests im Reagenzglas sind dabei Versuche mit Tieren unumgänglich und sogar gesetzlich vorgeschrieben. Denn die komplexen biochemischen Prozesse, die in lebenden Organismen ablaufen, lassen sich unmöglich alle im Reagenzglas nachstellen. Nur solche Substanzen, die sich während der sogenannten vorklinischen Phase im Tierversuch bewährt haben, kommen für die klinische Prüfung mit Menschen überhaupt in Betracht.

Entwicklung einer geeigneten Darreichungsform

Damit Patienten den Wirkstoff sicher anwenden können und dieser im Körper in ausreichender Menge an seinen Wirkort gelangt, müssen Wissenschaftler ihn zunächst in eine geeignete Darreichungsform verpacken. Dabei spielen verschiedene Aspekte eine Rolle, zum Beispiel, ob der Wirkstoff über den Magen-Darm-Trakt unbeschadet aufgenommen werden kann, wie sich eine genaue Dosierung erreichen lässt oder für welche Patientengruppe das Medikament gedacht ist. Das fertige Arzneimittel muss leicht zu verabreichen und möglichst lange haltbar sein. Die Hilfsstoffe sollten die Wirksamkeit und die Stabilität des Medikaments nicht negativ beeinflussen und idealerweise keine eigenen Effekte im Körper auslösen. Die Zusammensetzung und Herstellung von Arzneimitteln wird in der Fachsprache als Galenik bezeichnet.

Und wie geht es auf dem Weg zu einem neuen Medikament weiter?

Wenn Sie sich für die Prüfung von neuen Medikamenten in klinischen Studien, den Prozess der Zulassung oder die Besonderheiten bei Arzneimitteln für Kinder interessieren, dann lesen Sie auch folgende Beiträge:



Für weitere Informationen:

https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/so-funktioniert-pharmaforschung/so-entsteht-ein-medikament.html
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