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Die Leber im Reagenzglas

30.05.2012
Das österreichische Kompetenzzentrum acib entwickelt mit den Industriepartnern F. Hoffmann LaRoche und Novartis eine neue steirische Schlüsseltechnologie: Das weltweit erste Testsystem im präparativen Maßstab, das im Reagenzglas den Abbau von Medikamenten wie im Körper simuliert.

„Über Wirkung und mögliche unerwünschte Nebenwirkungen informieren Gebrauchsinformation....“ – Wer kann diesen Satz nicht schon seit Kindertagen aufsagen? Um eine neue Schlüsseltechnologie zum Erforschen von Wirkung und Nebenwirkungen geht es bei einem Forschungsprojekt des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib).

Zusammen mit den Industriepartnern Novartis und F. Hoffmann LaRoche haben acib-ForscherInnen eine Technologie entwickelt, mit welcher der Abbau der Medikamente wie im Körper untersucht und nachgestellt werden kann – quasi die Leber im Reagenzglas. Die Leber ist der Hauptabbauort von Pharmazeutika im Körper. Der Test beruht auf dem Einsatz von Nicht-Cytrochom-P450-Enzymen zum Simulieren des Stoffwechsels im Labor.

Bis neue Medikamente auf den Markt kommen, dauert es Jahre. Das liegt an vielen Tests, die sicherstellen, dass das Medikament nicht nur wirkt, sondern im Idealfall keine Nebenwirkungen hat. Bisher musste die Pharmaindustrie alle Abbauprodukte, die im Körper aus dem Medikament entstehen, vorhersagen, chemisch herstellen und einzeln auf ihre Wirksamkeit überprüfen.

„Im schlimmsten Fall sind die Vorhersagen falsch, weil der Abbauprozess im Körper ganz anders abläuft als gedacht“, erklärt Margit Winkler, Forscherin beim Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib). Die neue acib-Methode verwendet körpereigene Enzyme und simuliert im Reagenzglas den Abbau der Medikamente genau so, wie das der Körper auch macht.

Die pharmazeutische Industrie entwickelt ständig neue Arzneimittelkandidaten, um die Behandlungsmöglichkeiten unserer Ärzte zu erweitern und unsere Gesundheit zu verbessern. Was passiert mit pharmazeutischen Wirkstoffen im Körper? „Die Verbindungen entfalten einerseits ihre gewünschte Wirkung, andererseits werden sie abgebaut, damit sie schneller ausgeschieden werden können“, so Projektmanagerin Margit Winkler.

Neben Reduktasen/Dehydrogenasen und Hydrolasen kennt man derzeit fünf verschiedene oxidative Enzymklassen, die für die erste Stufe der Metabolisierung verantwortlich sein können: Cytochrom P450 Enzyme (CYPs), Flavin-Monooxygenasen (FMOs), Monoamin Oxidasen (MAOs), Aldehyd Oxidase (AO) und Xanthin oxidase (XO). Welches dieser Enzyme letztendlich einen bestimmten Wirkstoff abbaut, hängt von dessen chemischer Struktur ab.

In den letzten Jahren hat sich die Forschung hauptsächlich mit der CYP-Familie beschäftigt. Vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit richtete sich auf die anderen vier Enzymklassen, die sogenannten Nicht-CYP metabolisierenden Enzyme (NCMEs). In Zusammenarbeit mit F. Hoffmann LaRoche und Novartis widmet sich das K2-Zentrum acib diesen Enzymen. „Unser Ziel ist, jedes einzelne Enzym aus dem menschlichen Abbau-Stoffwechsel zur Verfügung zu haben, damit man damit beispielsweise spezielle Funktionen der menschlichen Leber simulieren kann“, erklärt die acib-Forscherin.

Die Pharmaindustrie kann mit dieser „künstlichen Leber“ neue Wirkstoffkandidaten testen und weiß in einer sehr frühen Entwicklungsphase, welche Abbauprodukte entstehen. Mit dieser Information und den richtigen Enzymen ist es dann ein Kinderspiel, genügend Material dieser Abbauprodukte für weitere Untersuchungen herzustellen. Das Raten entfällt!

Die acib-Methode wurde im Projekt zum Abbau von Moclobemid eingesetzt – ein Monoamin Oxidase A (MAO-A) Inhibitor, der unter dem Namen Aurorix® oder Manerix Patienten mit Depressionen verschrieben wird. Dieses Forschungsprojekt macht es weltweit erstmals möglich, ein exaktes Stoffwechselprodukt enzymatisch in brauchbaren Mengen herzustellen, um es für weitere Tests zugänglich zu machen. „Novartis und F. Hoffmann LaRoche wenden diese neue, steirische Schlüsseltechnologie bereits bei der Entwicklung neuer Wirkstoffkandidaten an“, freut sich acib-Geschäftsführer Anton Glieder darüber, dass wieder eine neue Technologie aus dem Kompetenzzentrum in der Medikamentenentwicklung eingesetzt wird. Mit neuen Verfahren auf Basis von Enzymen aus dem Mandelbaum und der Schweineleber kann acib bereits auf mehrere neue Prozesse für die Pharmaindustrie verweisen.

Über acib
Das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) ist das österreichische K2-Zentrum für industrielle Biotechnologie. Es ist ein Zusammenschluss von derzeit sieben Universitäten und 27 Projektpartnern, darunter bekannte Namen wie BASF, DSM, Sandoz, Boehringer Ingelheim RCV, Jungbunzlauer, F. Hoffmann-LaRoche, Novartis, VTU Technology oder Sigma Aldrich. Eigentümer sind die Universitäten Innsbruck und Graz, die TU Graz, die BOKU Wien sowie Joanneum Research.

Beim acib forschen und arbeiten rund 170 Beschäftigte an mehr als 30 Forschungsprojekten. Das Budget bis 31.12. 2014 macht ca. 60 Mio. Euro aus. Öffentliche Fördermittel (58% des Budgets) bekommt das acib von der Forschungsförderungsgesellschaft der Republik Österreich (FFG), der Standortagentur Tirol, der Steirischen Wirtschaftsförderung (SFG) und der Technologieagentur der Stadt Wien (zit).

Das Kompetenzzentrum acib – Austrian Centre of Industrial Biotechnology – wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch das BMVIT, BMWFJ sowie die Länder Steiermark, Wien und Tirol gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt.

Thomas Stanzer | idw
Weitere Informationen:
http://www.acib.at

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