Forschen für den Fortschritt – wie pharmazeutische Innovationen entstehen

Innovationen fallen nicht vom Himmel – das gilt gerade auch in der Medizin. Hinter einer pharmazeutischen Innovation steht selten ein plötzlicher Geistesblitz, sondern in der Regel ein langer Entwicklungsprozess, an dem viele Menschen beteiligt sind. Innovationen entstehen, weil Wissenschaftler unermüdlich dafür sorgen, dass sie entstehen können. Es gilt, die Wirkstoffkandidaten genau zu untersuchen, ihr Potenzial zu bestimmen, ihre Anwendungsgebiete zu prüfen und die Wirkstoffe immer weiter zu verbessern. Dieser Prozess dauert Jahre, manchmal Jahrzehnte. Dass man sich dabei von Rückschlägen nicht entmutigen lassen darf und in vielen Fällen auch um die Ecke denken muss, zeigen die folgenden Beispiele:

Heilsamer Staub von der Osterinsel

Die Entdeckung liegt mehr als 40 Jahre zurück. Bei der Analyse einer Bodenprobe von der Osterinsel isolierten Wissenschaftler 1969 erstmals einen bis dahin unbekannten Bakterienstamm (Streptomyces hygroscopicus). Die staubige Entdeckung weckte große Hoffnungen. Schnell erkannte man, dass sich ein Stoffwechselprodukt des Bakteriums in der Medizin als Mittel gegen Pilzbefall einsetzen lässt.

Die hohen Erwartungen erfüllten sich jedoch nicht. Denn die Substanz wirkte nicht nur gegen Pilze, sie blockierte gleichzeitig auch Teile des Immunsystems. Wegen dieser Nebenwirkung wurde die Weiterentwicklung des Präparats eingestellt.

Zehn Jahre später erlebte der Wirkstoff ein Comeback. In den 1980er Jahren machte die Wissenschaft große Fortschritte bei der Entwicklung von so genannten Immunsuppressiva – von Wirkstoffen, die das menschliche Immunsystem hemmen. Gebraucht werden sie beispielsweise bei Organtransplantationen, um zu verhindern, dass ein neues Organ vom Körper abgestoßen wird.

Ein Mitarbeiter des Pharmaunternehmens Wyeth erkannte damals, dass sich der Wirkstoff von der Osterinsel für diese Anwendung eignet. Ausgerechnet die ehemals unerwünschte Nebenwirkung machte die Substanz nun für die Wissenschaft hochinteressant. Die Forscher setzten bei der Arbeit im Labor einen neuen Schwerpunkt: Nun ging es nicht mehr darum, ein Arzneimittel gegen Pilzbefall zu entwickeln. Sondern vielmehr darum, die immunsuppressive Wirkung des Wirkstoffs möglichst kontrolliert und gezielt einzusetzen. Das ist ihnen schnell gelungen – bereits 1992 begannen die ersten klinischen Studien, die erfolgreich abgeschlossen wurden.

So machte der Wirkstoff von der Osterinsel im zweiten Anlauf dann doch noch Karriere. 1999 wurde das neue Immunsuppressivum in den USA zugelassen, in Europa zwei Jahre später.

Hilfe für leidende Männer und Lungenkranke

Bevor ein Medikament zugelassen wird, durchläuft es einen genau definierten Prüfungsprozess. In den verschiedenen Prüfungsphasen werden Medikamente immer wieder getestet, um die Wirksamkeit und Sicherheit der Präparate zu gewährleisten.

In den klinischen Testphasen werden die Probanden vor der Teilnahme ausführlich über die neuen Wirkstoffe und ihre Anwendungsgebiete informiert. Die Studienteilnehmer wissen genau, was auf sie zukommt – so auch die Probanden, die anfangs der 1990er Jahre antraten, um ein neues Pfizer-Medikament zur Behandlung der koronaren Herzkrankheit zu testen. Umso größer die Überraschung, als die Behandlung mit dem Wirkstoff bei den männlichen Probanden eine unerwartete Nebenwirkung auslöste. Sie bekamen Erektionen.

Diese Nebenwirkung brachte die Wissenschaftler dazu, den Wirkstoff neu zu bewerten. Weitere Studien wurden gestartet, um die Hintergründe und den möglichen therapeutischen Nutzen des überraschenden Phänomens genauer zu erfassen. Dabei fanden die Pfizer-Wissenschaftler heraus, dass im Schwellkörper des Penis das Enzym PDE-5 vorkommt (Phosphodiesterase Typ 5), das einen für die Erektion notwendigen Botenstoff abbaut. Sie entdeckten außerdem, dass genau dieses Enzym durch den getesteten Wirkstoff gehemmt wird.

Weitere Studien folgten. Von 1995 bis 1996 wurden insgesamt 21 klinische Studien mit über 4500 Probanden durchgeführt. 1997 reichte Pfizer seinen Wirkstoff sowohl bei der amerikanischen Zulassungsbehörde FDA (Food and Drug Administration) als auch bei der europäischen Zulassungsbehörde EMEA (European Medicine Evaluation Agency) ein. Bis zur Zulassung dauerte es nur wenige Monate – die FDA gab im März 1998 grünes Licht für das neue Medikament gegen Erektionsstörungen, die europäische EMEA ein halbes Jahr später. Die US-Behörde teilte dem Zulassungsantrag sogar ein Prioritäts-Label zu.

Inzwischen wird das Medikament in über 120 Ländern verschrieben und hilft Millionen von Männern. Für die Behandlung von Erektionsstörungen, bei denen früher Injektionen in den Penis oder chirurgische Eingriffe die Mittel der Wahl waren, hat das Präparat neue Maßstäbe gesetzt hat.

Welches hohe therapeutische Potenzial in diesem Wirkstoff steckt, zeigte sich später einmal mehr beim so genannten Mount-Everest-Projekt der Universität Gießen. Im Frühling 2003 fanden Gießener Wissenschaftler heraus, dass der Wirkstoff unter extremen Höhenbedingungen die Lungengefäße erweitert und die Sauerstoffaufnahme verbessert. Später zeigte sich in klinischen Studien, dass sich die Substanz für die Behandlung der pulmonal-arteriellen Hypertonie (PAH) eignet, einer lebensbedrohlichen Erkrankung der Lunge, die durch anhaltenden Bluthochdruck in den Arterien gekennzeichnet ist. Die Ergebnisse dieser Studien bahnten den Weg zur weltweiten Zulassung eines neuen Pfizer-Medikaments gegen Lungenhochdruck: In den USA wurde es im Juni 2005 im Eilverfahren zugelassen, in Europa wenige Monate später.