3. Vorteile von Biopharmazeutika

Forschende kämpfen bei der Bioproduktion immer wieder mit Verunreinigungen in den Fermentern, etwa durch Retroviren, die mit der Zelllinie in den Fermenter eingeschleppt werden. Viren sind schwierig zu beseitigen, da sie sehr klein sind und nicht per Filtration ausgeschaltet werden können. Auch Bakterien und Pilze können in Fermentern Probleme verursachen. Solche Fälle sind zwar sehr selten, sie haben aber gravierende Folgen, da der gesamte Fermenterinhalt entsorgt werden muss.

Forschende arbeiten bei der Produktion von Biopharmazeutika mit den immergleichen standardisierten Zellinien, die weltweit erhältlich sind. Diese haben den Vorteil, dass sie gut erforscht sind. E. coli-Zellinien sind gar die naturwissenschaftlich bestuntersuchten Lebewesen. Stossen die Forschenden bei der Produktion auf Probleme, dann können sie auf ein riesiges Arsenal an Literatur zurückgreifen.

Haben die Forschenden eine Zelllinie dahingehend verändert, dass sie das gewünschte Protein in guter Menge produziert, so werden diese Zellen als Firmengeheimnis gut gehütet, denn dahinter steckt viel Arbeit. Sie können bei minus 196 Grad Celsius in flüssigem Stickstoff über längere Zeit gelagert werden. Meist legen die Firmen eine Master-Zellbank an, auf die sie bei Bedarf zurückgreifen können.

Übrigens: Wissenschafter können für die Produktion von Biopharmazeutika nicht nur auf Mikroorganismen und Säugetierzellen zurückgreifen, sondern auch auf Pflanzen. In den letzten 20 Jahren ist das Potenzial verschiedener Pflanzen zur Produktion biopharmazeutischer Proteine eindrucksvoll demonstriert worden: In über 20 verschiedenen Pflanzenarten wurden mehr als 100 verschiedene Proteine unterschiedlicher Komplexität produziert. Allerdings sind noch keine Biopharmazeutika auf dem Markt, welche von Pflanzen hergestellt wurden.

Gentechnisch veränderte Ziege produziert Wirkstoff

Im Sommer 2006 wurde in Europa erstmals ein Wirkstoff zugelassen, der von einer Ziege hergestellt wird. Beim Wirkstoff handelt es sich um menschliches Antithrombin, das Patienten verabreicht wird, die unter einer erblichen Antithrombin-Schwäche leiden. Der Wirkstoff verhindert die Entstehung von Blutgerinnseln.

Die Produktion von Biopharmazeutika ist aufwändig, teuer und auch mit Risiken verbunden. Dazu kommt, dass diese Wirkstoffe aufgrund ihrer sensiblen Struktur bei Patienten nur mit einer Spritze verabreicht werden können. Sie können nicht in der handlicheren Tablettenform eingenommen werden.

Trotzdem lohnt sich die Produktion von Biopharmazeutika, weil diese Arzneimittel gegenüber herkömmlichen einige Vorteile besitzen: Sie wirken zum Beispiel sehr spezifisch im Körper, reagieren also ausschliesslich mit dem Zielmolekül (Target). Ihr Wirkmechanismus entspricht eher der natürlichen Situation. Dadurch verringert sich das Risiko für das Auftreten von Nebenwirkungen.

Diese Vorteile der Biopharmazeutika bedeuten auch einen wirtschaftlichen Pluspunkt. Die Forschungs- und Entwicklungkosten für ein neues Medikament sind in den letzten Jahrzehnten stetig gestiegen und liegen heute bei zirka einer Milliarde Franken. Die meisten Wirkstoffe, die getestet werden, schaffen den Sprung auf den Markt nicht. Von durchschnittlich 10'000 im Labor getesteten Substanzen gelangt eine in die Apotheke oder ins Spital. Biopharmazeutika schneiden in diesem Punkt besser ab: 25 Prozent der Biopharmazeutika, welche die klinischen Phasen I bis III durchlaufen, erreichen eine Zulassung. Bei herkömmlichen Arzneimitteln beträgt dieser Anteil sechs Prozent.

In den letzten Jahren kamen immer mehr Biopharmazeutika auf den Markt. Heute sind es rund fünf Prozent des weltweiten Pharmamarktes. Optimistische Schätzungen gehen davon aus, dass dieser Wert im Jahr 2050 bei 15 Prozent liegen wird.

Biotechnisch hergestellte Medikamente 

Neben Insulin werden heute viele weitere Medikamente biotechnisch hergestellt. Zum Beispiel das Wachstumshormon hGH. Dieses Hormon hilft Kindern, die an einer Form von Zwergwuchs (Hypopituitarismus) leiden, welche auf eine ungenügende Versorgung mit diesem Hormon zurückgeht.
Ein weiteres Produkt ist der Gewebe-Plasminogen-Aktivator TPA. Das Protein hilft, Blutgerinnsel aufzulösen und verringert das Risiko nachfolgender Herzinfarkte, wenn es kurz nach dem ersten Herzinfarkt verabreicht wird.
Ein weiteres Beispiel: Ein kleines Protein imitiert ein Rezeptorprotein, an welches das Aids-Virus bindet, wenn es weisse Blutzellen befällt. Das Virus bindet stattdessen an die Wirkstoffmoleküle und wird dadurch abgehalten, die Blutzellen zu befallen (Fusions-Inhibitor). Und auch bei einem Teil der Frauen mit unerfülltem Kinderwunsch kann die Biotechnologie weiterhelfen: das follikelstimulierende Hormon (FSH) wird heute gentechnisch hergestellt.
Weitere Produkte sind unter anderem: Alpha-Interferon (wirkt gegen Haarzell-Leukämie, Hepatitis B, Nierenkrebs), Beta-Interferon (Virusinfektionen, Multiple Sklerose), Gamma-Interferon (Nierenzellkarzinom, Rheumatoid, Arthritis), Interleukin 2 (Aids, Krebs, Rheumatoide Arthritis, Tumor-Nekrose Faktor (Krebs, Virusinfektionen), Epo (Blutarmut, Missbrauch Doping), Faktor VIII (Bluterkrankheit), Protein G (Autoimmunkrankheiten). Gewisse Impfstoffe werden heute ebenfalls biotechnisch hergestellt (etwa gegen Hepatitis B) und alle auf Antikörpern basierenden Medikamente wie zum Beispiel Herceptin (siehe Kapitel Monoklonale Antikörper).

 

BTLC Arzneimittelproduktion Kontrolle eines Fermentationstanks II
Forschende bei der Kontrolle eines Fermentationstanks.
© Roche
BTLC Arzneimittelproduktion gentechnisch hergestellte Wirkstoffe
Im Jahr 2011 wurden rund achtmal mehr Medikamente aus bio- und gentechnologischer Herstellung abgegeben als noch vor zehn Jahren.
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