Molekulare Hightech

Die neuen Wirkstoffe

Das Herzstück jedes Medikaments ist sein Wirkstoff, also der Stoff, der im Körper die heilende, lindernde oder vorbeugende Wirkung erzielt. 70 % der Projekte mit „Perspektive 2019“ basieren auf neuen Wirkstoffen (im Fachjargon: new molecular entities, NMEs), das heißt Wirkstoffen, die noch nie zuvor Bestandteil eines in Deutschland zugelassenen Medikament waren. Die 186 neuen Wirkstoffe lassen sich nach ihrer Herstellungsart wie folgt unterscheiden:


Chemisch hergestellte Wirkstoffe

Auch in Zukunft dürfte die chemisch-synthetische Herstellung dominieren, denn 98, d. h. 53 % der in der Umfrage genannten neuen Wirkstoffe werden so produziert (2013: 63 %). Anders als gentechnische Wirkstoffe lassen sie sich meist zu Tabletten, Kapseln oder Trinklösungen verarbeiten, die leicht einzunehmen sind.

Pharmaforscher zählen chemisch erzeugte Wirkstoffe in ihrer Fachsprache zu den small molecules – den kleinen Molekülen –, sind sie doch mit meist weniger als 100 Atomen deutlich kleiner als gentechnisch hergestellte Wirkstoffe (von denen die Insuline mit rund 790 Atomen mit die kleinsten, Antikörper mit rund 20.000 Atomen die größten sind).


Gentechnische Wirkstoffe

Im August 2015 wurden rund 9 % aller in Deutschland zugelassenen Wirkstoffe (laut Arzneimittelverzeichnis Rote Liste) gentechnisch hergestellt (laufend aktualisiertes Verzeichnis). Ihr Anteil dürfte wachsen, denn an den neuen Wirkstoffen mit „Perspektive 2019" haben die 76 gentechnischen schon einen Anteil von 41 % (2013: 31 %).

Links: Ein Mann an einem Kessel in einem Labor. Rechts: Ein Labormitarbeiter arbeitet mit verschiedenen Reagenzgläsern.

Techniker an einem Fermenter, in dem gentechnische Wirkstoffe hergestellt werden (links) und Qualitätskontrolle für Insulinpatronen (rechts)

Unter den neuen gentechnischen Wirkstoffen sind Antikörper für unterschiedlichste Anwendungen von der Krebs- und Rheumatherapie über die Asthmatherapie bis zur Bekämpfung bakterieller Infektionen. Gentechnik ermöglicht auch die Herstellung von Antigenen (also immunisierenden Bestandteilen) für neue Impfstoffe, die mit herkömmlichen Methoden nicht verwirklicht werden konnten, etwa gegen Ebola, Dengue-Fieber und Malaria.

Alle neuen gentechnischen Präparate müssen gespritzt oder als Infusion verabreicht werden.


Natürliche Antigene

Weiterhin werden aber auch Impfstoffe entwickelt, deren Antigene direkt aus den Erregern gewonnen werden, vor denen sie schützen sollen. Neue Antigene dieses Typs finden sich in sechs Impfstoffen, die bis 2019 herauskommen könnten. Sie haben daher einen Anteil von 3 % an den neuen Wirkstoffen.


Naturstoffe und semisynthetische Wirkstoffe

Als Wirkstoffe kommen schließlich auch Stoffe in Betracht, die aus Bakterien, Pilzen, Pflanzen oder Tieren gewonnen werden, die sie natürlicherweise (also ohne gentechnische Veränderung) selbst bilden – sogenannte Naturstoffe. Ebenso lassen sich Wirkstoffe durch chemische Abwandlung solcher Naturstoffe erzeugen; sie heißen dann semisynthetische Stoffe. Natur- und semisynthetische Stoffe werden aufgrund ihrer Größe in den meisten Fällen den small molecules zugerechnet. Bei den kommenden Medikamenten spielen sie allerdings nur eine untergeordnete Rolle: Gerade einmal zwei (1 %) der neuen Wirkstoffe werden so hergestellt: die semisynthetischen Antibiotika Ceftolozan und Surotomycin, die auf bakteriellen Grundstoffen basieren.


Medikamente auf Basis von Zellen

Vier der Medikamente (2 %) mit neuem Wirkstoff basieren auch auf lebenden Zellen, die dem Patienten zur Krebsbekämpfung oder zur Überbrückung einer Leberfunktionsstörung zugeführt werden. In mehreren Fällen werden die Zellen dazu dem Patienten entnommen, im Labor gentechnisch verändert, vermehrt und wieder in den Körper zurückgeführt – so etwa bei einer Gentherapie gegen die angeborene schwere Immunschwäche ADA-SCID.

Zwischen den Wirkstoffmolekülen gibt es erhebliche Größenunterschiede:

  1. Das chemisch hergestellte Schmerzmittel ASS besteht aus nur 21 Atomen,
  2. der ebenfalls chemisch hergestellte Blutdrucksenker (Typ ACE-Hemmer) Ramipril aus 62 Atomen,
  3. der Naturstoff Ciclosporin zur Immunsuppression aus 196 Atomen;
  4. die gentechnischen Insuline bestehen aus rund 790 Atomen und
  5. die ebenfalls gentechnisch erzeugten monoklonalen Antikörper aus rund 20.000 Atomen.

Neuer Einsatz für bekannte Wirkstoffe

Fortschritt findet nicht nur durch neue Wirkstoffe statt. Ebenso wichtig sind neue Darreichungsformen, die einen bekannten Wirkstoff noch wirksamer oder verträglicher machen oder seine Anwendung auf neue Altersgruppen oder Krankheiten erweitern. Hilfreich für Patienten sind auch Präparate, in denen häufig zusammen verordnete Wirkstoffe in einem Medikament vereinigt werden. Bis zu 47 solcher Neuerungen – sie heißen auch galenische Innovationen – sollen bis 2019 auf den Markt kommen. Ein Beispiel sind inhalierbare Antibiotika speziell für Patienten mit bakteriellem Lungenbefall. Andere Beispiele sind kleinkindgerechte Schmerzmittel als Trinklösung oder kleinen Tabletten oder Kautabletten zur Bekämpfung von Wurmerkrankungen.