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Neue Methoden für neue Arzneistoffe

22.09.1997
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-Pharmazie

Govi-Verlag

Neue Methoden für neue Arzneistoffe
Pharmacon Westerland

Die Arzneimittelforschung von morgen kann nicht mit den Methoden von gestern arbeiten. Ohne Gentechnik, roboterisiertes Hochkapazitätsscreening und computergestütztes Design von Molekülen sei die Entwicklung neuer Medikamente nicht mehr vorstellbar, sagte Professor Dr. Bernd Wetzel, Boehringer Ingelheim, auf dem Fortbildungskongreß der Bundesapothekerkammer (BAK) in Westerland.

Die Gentechnik spielt dabei auf verschiedenen Ebenen der Arzneistoffentwicklung eine entscheidende Rolle. Zum einen dienen gentechnisch veränderte Bakterien oder Säugetierzellkulturen als Produktionsstätten für menschliche Proteine, wie Erythropoetin, ß-Interferon oder Wachstumsfaktoren. In ausreichender Menge und zu einem vertretbaren Preis sind solche rekombinanten Arzneistoffe nur auf diese Weise herzustellen. Heute haben rekombinante Proteine nach Wetzels Angaben einen Anteil am Pharmamarkt von rund sieben Prozent. Bis zum Jahr 2000 werde dieser Anteil auf 15 Prozent steigen, erwartet er.

Für noch wichtiger als die gentechnische Produktion von Medikamenten hält Wetzel jedoch den Einsatz der Gentechnik bei der Erforschung von Krankheiten. Das bessere Verständnis pathophysiologischer Zusammenhänge sei vor allem dieser Methode zu verdanken, sagte Wetzel. So seien transgene oder Knock-out-Tiere hervorragende Modelle für bislang nicht ausreichend untersuchte Krankheiten. Als transgen werden Tiere bezeichnet, in deren Erbsubstanz ein artfremdes Gen eingeschleust wurde. Bei Knock-out-Tieren wurde ein Gen gezielt ausgeschaltet. Forscher können so an diesen Tieren untersuchen, welche Gene am Ausbruch einer Krankheit beteiligt sind und wie das Krankheitsgeschehen beeinflußt werden kann.

Krankheiten ließen sich in vielen Fällen durch gestörte interzelluläre Kommunkationsprozesse erklären, so Wetzel weiter. Die Stellen, an denen die Kommunikation gestört ist, seien vielversprechende Zielmoleküle (Targets) für neue Arzneistoffe. Die Aufklärung der Informationswege sei ebenfalls ohne die Gentechnik nicht denkbar.

Von der Targetfindung zur Leitsubstanz

Mit dem besseren molekularen Verständnis von Krankheiten ist auch die Zahl attraktiver Zielmoleküle gestiegen. Wetzel hat hier in den vergangenen Jahren eine rasante Entwicklung registriert: "Wir verfügen heute über Targets, von denen wir vor ein paar Jahren nur träumen konnten."

Wenn eine vielversprechende Zielstruktur gefunden wurde, beginnt das Screening nach einer Leitsubstanz. Diese Arbeit ist mittlerweile weitgehend automatisiert und wird von Robotern erledigt, die Hundertausende Proben pro Jahr screenen können. Bei diesem Hochkapazitätsscreening wird die Wirkung von Substanzen in molekularen oder zellulären Systemen getestet, die mit rekombinanten Molekülen oder gentechnisch veränderten Zellen arbeiten. Wenn auf diese Weise eine Leitsubstanz gefunden wurde, machen sich in den Firmen die Chemiker daran, die Wirksamkeit des Moleküls zu verbessern. Dieser Prozeß werde Rational Drug Design genannt, so Wetzel. Mit Hilfe von Kristallographie, NMR-Spektroskopie und leistungsfähigen Computern wird untersucht, wie gut die Leitsubstanz an die Zielstuktur bindet und wie sie verändert werden muß, um noch effektiver die Funktion dieses Moleküls zu blockieren oder wiederherzustellen.

Beim Rational Drug Design werden Liganden der Leitsubstanz abgespalten, ausgetauscht oder hinzugefügt, bis die Forscher mit der Wirkung der Substanz an der Zielstruktur zufrieden sind. Oft genug scheide ein Molekül jedoch an dieser Stelle aus dem Entwicklungsprozeß aus, weil sie es nicht in gewünschter Weise verändert werden kann, stellte Wetzel fest. Aber es gebe auch positive Beispiele. Ein spektakulärer Erfolg der Drug-Designer war die Entwicklung der Protease-Inhibitoren für die Aids-Therapie.

PZ-Artikel von Daniel Rücker, WesterlandTop

 

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