Future Health
Die Medizin der Zukunft
Präzise ins Ziel
Das Geheimnis der Biologika: Wie es neu entwickelten Arzneimitteln immer besser gelingt, Krankheiten zu bekämpfen
Wir leben in einer Wissensgesellschaft, wie in den Feuilletons immer wieder zu lesen und zu hören ist. Völlig zutreffend, aber der Begriff klingt recht abstrakt und akademisch. Um es konkreter zu machen, eignet sich die Biotechnologie als Paradebeispiel. An ihr lässt sich zeigen, wie Wissen entsteht, welcher Aufwand damit verbunden ist, Wissen zu schaffen, mühsam errungene Erkenntnisse zu übersetzen, aufzubewahren und zu erweitern, und wie sich dieses Wissen wieder in der Wirklichkeit materialisiert in Form von Arzneimitteln, verpackt in ausgeklügelten Applikationshilfen, mit denen sie in den Körper der Menschen gelangen, die der Therapien bedürfen, um ihrer Krankheit entgegenzuwirken, Leiden zu lindern und ihre Lebensqualität zu verbessern – sei es bei wunder und geschundener Haut, bei Atopischer Dermatitis, einem sich bösartig ausbreitenden Krebsgeschwür, einer seltenen genetischen Erkrankung oder einem entgleisten Zuckerstoffwechsel.
Was ist dabei das Besondere an Biotechnologie? Wie können ihre Produkte die Ursachen von Krankheiten erreichen, für die es vorher noch keine oder nur eine weniger wirksame Medizin gab?
Jochen Maas ist Geschäftsführer bei dem Gesundheitsunternehmen Sanofi in Deutschland und am Standort Frankfurt Höchst für den Bereich Forschung und Entwicklung verantwortlich. Fast zwei Drittel der Wirkstoffe in der Entwicklungspipeline von Sanofi seien Biologika, auch Biopharmazeutika genannt, berichtet er. Dazu zählen neben den Insulinen, die bereits seit vielen Jahren biotechnologisch hergestellt werden, zunehmend moderne Antikörper, Impfstoffe und auch sogenannte Nanobody®-Moleküle. Klassische Arzneimittel bestanden aus kleinen Molekülen, durch chemische Verfahren synthetisch hergestellt, die man noch in Pillen unterbringen könne, so der Forschungschef: „Dem gegenüber stehen die Biologika, die nicht synthetisch, sondern von Säugetierzellen, Hefen oder Bakterien hergestellt werden, also von ‚lebenden‘ Systemen.“
Und weil sie größer und komplexer sind als die Wirkstoffe in „klassischen Medikamenten“ und kaputt gingen, würden sie auf dem herkömmlichen Weg einer Tablette verdaut, müssen sie anders in den Körper gelangen. Häufig werden sie mit eigens dafür entwickelten Applikationshilfen unter die Haut injiziert und gelangen dann über die Blutgefäße an ihr Ziel.
Die erwähnten Nanobody®-Moleküle sind noch mal ein besonderer Fall: Auch sie sind erheblich größer als die kleinen, chemisch fabrizierten Moleküle, aber dennoch kleiner als Antikörper. Das hat seine Vorteile, und nicht nur deshalb hat Maas ein besonderes Auge darauf: Die Frankfurter Teams – vernetzt mit den Forscherkollegen weltweit – arbeiten an deren Entwicklung, und parallel baut Sanofi im BioCampus schon die Kapazitäten auf, um künftig Nanobody®-Moleküle für alle angestrebten Indikationen herzustellen.
Podcast: Biologika
Was zeichnet die modernen Arzneimittel aus und wo werden sie angewendet? Im Podcast „Gesundheit & Innovation“ geben in fünf Folgen Mitarbeitende von Sanofi Auskunft über deren Anwendung, Erforschung und Produktion und verraten, welche Rolle die sogenannten Devices und die Digitalisierung dabei spielen. Neugierig? Jetzt reinhören!
Für die Größenverhältnisse der Biologika hat Sebastian Barbus, Medizinischer Leiter Immunologie bei Sanofi Deutschland, einen anschaulichen Vergleich: „Wenn man die ‚small molecules‘, also die Medikamente, die wir klassischerweise kennen, mit der Größe eines Fußballs gleichsetzt, sprechen wir bei einem Biologikum von einem Jumbojet.“ Die Idee etwa, Biologika als Creme über die Haut zu verabreichen, entspreche dem Versuch, „ein Auto durch ein Türschloss zu schieben.“ Genau das versuchen die Wissenschaftler, Produktionsteams, Device-Designer und Ingenieure des BioCampus aber in gemeinsamer Anstrengung, denn die Vorteile der Biologika wiegen den Nachteil der Größe gegenüber klassischer Arznei bei Weitem auf. So lassen sie sich in ihrer Wirkung immer weiter verfeinern und individuellen Erfordernissen des Krankheitsbilds und der betroffenen Menschen anpassen – Stichwort: personalisierte Medizin. Denn meist handelt es sich bei Biologika um Antikörper, komplexe Eiweißstrukturen, die sich viel passgenauer designen lassen als Arzneimittel aus chemischen Wirkstoffen. Jochen Maas beschreibt das so: „Mit den kleinen Molekülen hat man immer so etwas wie eine Schrot-Situation. Das heißt, sie treffen zwar ihr Ziel, sie treffen aber zugleich noch zwei, drei andere Ziele. Bei Antikörpern ist es, als wenn Sie mit Pfeil und Bogen schießen würden und der Pfeil trifft exakt das Ziel.“ Es gibt sogar „Pfeile“, die in zwei Richtungen gleichzeitig zielen, wie Maas ausführt: „Wenn Sie beispielsweise einen bispezifischen Antikörper haben, dann können Sie sowohl eine Krebszelle erkennen als auch mit dem zweiten Arm eine T-Zelle, also eine Killerzelle, anlocken, die letztlich dann die Krebszelle bekämpft und zunichtemacht.“ So schaffen es hochkomplexe, zielgenaue Biologika, auch spezifische, individuelle Krankheitsbilder immer besser anzugehen.
So wie die Entdecker der Neuzeit neue Kontinente erforschten, suchen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in den Labors des Frankfurter BioCampus nach Dingen, die in der Natur schlummern und darauf warten, entschlüsselt, angepasst und zum Wohle des Menschen genutzt zu werden. Dabei reichen die Wurzeln selbst eines hochmodernen Wissensgebiets wie der Biotechnologie weit in die Vergangenheit zurück. Denn Biotechnologie im weitesten Sinne betreiben die Menschen bereits seit erstaunlich langer Zeit, so etwa beim Herstellen von Nahrungsmitteln wie Brot, Käse, Wein oder Bier – die Sumerer sollen schon vor etwa 8000 Jahren gebraut haben. Aber dass hier lebende Mikroorganismen am Werk waren, wussten die Menschen damals noch nicht. Später kamen, mit wachsenden Fortschritten der Wissenschaft vor allem auf dem Gebiet der Mikrobiologie ab dem 18. Jahrhundert, dann auch der Molekularbiologie und der Gentechnik, wichtige Erkenntnisse hinzu: Die Forscher entdeckten, dass Bakterien und Hefen zur Produktion von Arzneimitteln genutzt werden konnten, ebenso wie bestimmte tierische Zellen, wenn sie mit geeigneten Methoden kultiviert werden. Inzwischen erwirtschaften biotechnologisch hergestellte Präparate, darunter ein monoklonaler Antikörper für Menschen mit Neurodermitis, schwerem Asthma und bestimmten Formen chronischer Nasennebenhöhlenentzündungen, über 30 Prozent des Arzneimittel-Umsatzes in Deutschland, wie die Boston Consulting Group im Auftrag des Verbands der forschenden Arzneimittelhersteller (VfA) für 2020 ermittelt hat.
Das Potential der Biotechnologie ist enorm: auch deshalb, weil es, zumindest in der westlichen Hemisphäre, auf eine alternde und dadurch auch krankheitsanfälligere Gesellschaft trifft. Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: Immer individueller auf das Krankheitsbild angepasst, beschleunigt durch die Digitalisierung und kombiniert mit immer weiter verfeinerten Gesundheits-Apps sowie den dadurch erweiterten Spielräumen für die Telemedizin, bringen die Biologika auch die betroffenen Menschen in eine neue, aktivere Rolle, die das passive Versorgtwerden vom Arzt zunehmend ersetzen wird.
Bei allen biotechnologischen Fortschritten hin zu spezialisierten und effizienteren Wirkstoffen: Der Weg zu einem modernen Arzneimittel bleibt lang. Wie die Digitalisierung dazu beiträgt, diesen Weg zu verkürzen und die Ergebnisse stetig zu verbessern, ist Gegenstand der nächsten Folge dieses Themenhubs: Wie Bits und Bytes die Biotechnologie voranbringen.
