Neue Forschung zu arzneimittelinduzierter Toxizität
Die Entwicklung neuer Arzneimittel ist aufwändig und die Erfolgsquote insgesamt gering, da nur etwa 10 % neu entwickelter Arzneimittelkandidaten die Marktreife erreichen. Ein Grund hierfür ist, dass sich unerwünschte, z. B. toxische Nebenwirkungen, erst dann zeigen, wenn Arzneistoffe in klinischen Humanstudien geprüft werden. „Sehr oft ergeben die ersten Studien am Menschen völlig unvorhersehbare Nebenwirkungen“, erklärt Christopher Goldring, Lehrstuhlinhaber für Pharmakologie und Therapeutik an der Universität Liverpool, Vereinigtes Königreich, und wissenschaftlicher Koordinator des Projekts TransQST. In dem von der EU und Industrieunternehmen finanzierten Projekt TransQST entwickelten Forschende einen innovativen Ansatz zur Vorhersage des Toxizitätsrisikos bei Arzneimittelkandidaten, der In-vivo-Daten und modernste Computermodelle kombiniert. TransQST, ein öffentlich-privates Konsortium aus 23 Partnern, sollte zeigen, dass diese Art der Modellierung die Entwicklung neuer Medikamente sowohl beschleunigen als auch sicherer machen kann.
Herausforderungen bei der Arzneimittelentwicklung
Den meisten vorklinischen Studien gehen Tierversuche voraus, die aber immer ethisch bedenklich und auch nicht direkt auf die Humanmedizin übertragbar sind, sodass die individuell menschliche Reaktion auf ein neues Medikament kaum absehbar ist. Beim erstmaligen Test eines Arzneimittelkandidaten muss zudem die auf maximale Wirksamkeit optimierte Dosis bestimmt und Toxizität vermieden werden. „Bislang ist die genaue Dosisbestimmung in den ersten humanmedizinischen Tests außerordentlich schwierig“, führt Goldring weiter aus.
Vorhersage toxikologischer Effekte anhand der Reaktion wichtiger Organe
In diesem Sinne sollte TransQST primär neue Daten zu toxischen Nebenwirkungen an vier Organen erheben, die am häufigsten davon betroffen sind: Herz, Leber, Nieren und Magen-Darm-System (Gastrointestinaltrakt, GI). „Vor allem im Magen-Darm-Trakt ist das Toxizitätsrisiko hoch“, so Goldring, obwohl bis zum Projektbeginn noch kaum Daten zu möglichen toxischen Reaktionen dort vorlagen. „Unsere Aufgabe war also, mit neuesten und fortschrittlichen Ansätzen Prognosen zur Toxizität im Magen-Darm-Trakt zu ermöglichen“, erläutert er. Die Projektgruppe arbeitete an einem hochmodernen Organoidmodell, mit dem Gewebe aus wenigen, im Labor kultivierten adulten Stammzellen gezüchtet werden kann. So gelang es, die neuen Modellmethoden an einzelnen Komponenten des Gastrointestinaltrakts (Darm und Magen) zu testen. Mithilfe dieser Ansätze konnte das Projekt Modelle für Arzneimitteltests optimieren als auch neu entwickeln. Ein weiterer Erfolg von TransQST ist die umfassende Erhebung großer Datenmengen für die Entwicklung neuer Methoden, mit denen potenzielle toxische Wirkmechanismen bei Arzneimittelkandidaten identifiziert, quantifiziert und abgeschätzt werden können. Diese Verfahren werden derzeit von Konsortialpartnern aus der pharmazeutischen Industrie Sicherheitsprüfungen unterzogen. Alle Modelle, Methoden und Daten aus dem Projekt sind frei über die TransQST-Website abrufbar.
Erfolgreiche Zusammenarbeit als künftige Basis
Eines der wichtigsten Projektergebnisse ist nach Meinung der Arbeitsgruppe der Aufbau eines neuen europäischen Ausbildungsnetzwerks für Toxikologie, da sich gezeigt hatte, wie hoch hier der Bedarf für die Nachwuchsforschung ist. „Einige unserer Pharmaunternehmen zeigen großes Interesse, auf unserer Vorarbeit in diesem Bereich aufzubauen“, erklärt er. Goldring lobt die erfolgreiche Beteiligung und Zusammenarbeit verschiedenster Partner aus Universitäten, Kliniken, Forschungszentren und pharmazeutischen Unternehmen. Dies „war eine sehr fruchtbare, hochdynamische Kooperation zwischen Forschenden von Pharmaunternehmen und führenden Hochschulen aus ganz Europa“, so Goldring. „Damit hat das Projekt mit Sicherheit eine Katalysatorfunktion, um die Art und Weise der Arzneimittelentwicklung hin zum Positiven zu verändern.“
Schlüsselbegriffe
TransQST, Medikament, Entwicklung, Modell, Computer, Konsortium, Toxikologie, Organe, Gastrointestinaltrakt
