Wie wer­den Me­di­ka­men­te er­forscht?

Wissenschaftliche Unterstützung: Prof. Dr. Christian Herder

Von der Entdeckung oder Entwicklung eines Wirkstoffs über die vorklinische und klinische Prüfung bis hin zur Marktzulassung ist es ein sehr langer und aufwendiger Weg.

Neben den Medikamenten, müssen auch Medizinprodukte, wie zum Beispiel Blutzucker- oder Blutdruckmessgeräte, vor der Markteinführung bestimmte gesetzliche Anforderungen erfüllen.

Su­che nach ei­nem ge­eig­ne­ten Wirk­stoff

Neue Erkenntnisse, zum Beispiel aus der Grundlagenforschung, können Anlass für die Suche nach weiteren Angriffspunkten zur Vorbeugung oder Behandlung einer Krankheit sein. Pharmaforscherinnen und -forscher ermitteln Vorgänge im Krankheitsgeschehen, die durch einen neuen Wirkstoff beeinflusst werden könnten. Ziel ist die Entwicklung eines neuen Medikaments mit einer besseren Wirksamkeit und/oder weniger Nebenwirkungen im Vergleich zu bisherigen Behandlungsmöglichkeiten. Dafür ist viel Forschungsarbeit notwendig.

Wenn ein Angriffspunkt gefunden und ein Wirkstoff dafür entwickelt wurde, arbeiten die Pharmaforschenden oft mehrere Jahre lang daran, den Wirkstoff weiter anzupassen. Computersimulationen unterstützen sie heutzutage dabei. Der Wirkstoff wird Schritt für Schritt chemisch immer weiter verändert, um allen Anforderungen zu genügen.

Gut zu wis­sen:

Viele Substanzen bestehen die Prüfungen nicht und müssen aufgegeben werden. Von 10.000 Wirkstoffen, die Pharmaforschende entwickeln und testen, schafft es nur 1 Wirkstoff bis zum zugelassenen Medikament.

Nach jeder Veränderung werden immer wieder neue Labortests mit der Substanz durchgeführt. Ungeeignete Varianten scheiden aus. Wenn die Forschungsarbeit Erfolg hat, bleibt am Ende eine Substanz übrig, deren Wirksamkeit zunächst in präklinischen Studien erprobt wird. Sind auch diese erfolgreich absolviert, kann die Substanz in klinischen Studien untersucht werden.

Der Test­ma­ra­thon be­ginnt: Präk­li­ni­sche For­schung

Bevor ein Wirkstoffkandidat an Menschen erprobt werden kann, müssen die Forscherinnen und Forscher den Wirkstoff einem umfassenden vorklinischen (= „präklinischen“) Prüfprogramm unterziehen. Dazu können Zell- und Gewebestudien im Reagenzglas gehören. Zusätzlich wird der Wirkstoff an Tieren untersucht, um mögliche schädliche Auswirkungen am lebenden Organismus frühzeitig zu erkennen und auszuschließen. Außerdem prüfen die Forschungsteams, wie der Wirkstoff vom Körper aufgenommen und möglicherweise verändert wird und wie er den Körper wieder verlässt.

Gut zu wis­sen:

Von Projektbeginn bis zum Abschluss der präklinischen Tests vergehen meist bereits mehr als 5 Jahre.

Gesetzlich vorgeschrieben sind bestimmte Versuche mit mindestens 2 Tierarten. Sehr häufig finden die Versuche an Mäusen statt, die ein ähnliches Erbgut und eine ähnliche Funktionsweise von Organen aufweisen wie der Mensch. Wenn der Wirkstoffkandidat nicht die gewünschte Wirkung zeigt oder Sicherheitsbedenken bestehen, scheidet er für weitere Prüfungen aus. Versuche an einem Tiermodell müssen von einer Ethikkommission genehmigt werden.

Er­pro­bung beim Men­schen in kli­ni­schen Stu­di­en

Erst wenn ein Wirkstoffkandidat die präklinische Testung erfolgreich abgeschlossen hat, kann er in klinischen Studien am Menschen untersucht werden. Auch hier stehen die Sicherheit und Wirksamkeit des neuen Wirkstoffs im Mittelpunkt.

Um eine klinische Studie durchführen zu dürfen, benötigen die Forschungsteams die Zustimmung der zuständigen nationalen Behörde und einer Ethikkommission. Die Teilnahme an einer klinischen Studie ist grundsätzlich freiwillig und alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer werden zuvor ausführlich über den Ablauf der Studie und über mögliche Risiken aufgeklärt. Vor dem freiwilligen Einschluss in eine klinische Studie müssen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer eine schriftliche Einwilligungserklärung abgeben. Das Vorgehen ist gesetzlich genau geregelt.

Von der Pha­se-I- zur Pha­se-III-Stu­die: Ein lan­ger Weg

Die klinischen Prüfungen werden in Kliniken und Krankenhäusern und manchmal auch in ärztlichen Praxen durchgeführt. Sie gliedern sich in 3 Phasen:

Phase-I-Studien testen den Wirkstoff an wenigen gesunden Freiwilligen. Hier geht es darum, ob sich die Ergebnisse zur Verträglichkeit und Sicherheit aus den Tierexperimenten beim Menschen bestätigen. Außerdem wird geprüft, wie der Körper den Wirkstoff aufnimmt, umwandelt und wieder ausscheidet. Wenn die Ergebnisse positiv ausfallen, entwickeln die Forscherinnen und Forscher eine geeignete Darreichungsform für den Wirkstoff. Das kann zum Beispiel eine Tablette, eine Kapsel oder eine Lösung zur Injektion oder Infusion sein – aus dem Wirkstoff wird ein Medikament.

Im nächsten Schritt untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das neue Medikament in Phase-II-Studien. Diese Studien erproben das Arzneimittel bei einer kleineren Zahl erkrankter Personen. Neben der Verträglichkeit und Sicherheit wird geprüft, ob das Medikament die gewünschten Behandlungseffekte bei der Krankheit zeigt. Außerdem stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fest, welche Dosierung am besten geeignet ist.

Erst beim erfolgreichen Abschluss der Phase-II-Prüfungen läuft die letzte Studienphase an: In Phase-III-Studien muss das Medikament beweisen, dass es auch bei einer großen Zahl erkrankter Personen wirksam und im Vergleich zu bisherigen Behandlungsmöglichkeiten unbedenklich ist. In diesen klinischen Studien wird die Wirksamkeit eines Medikamentes auch gegenüber einem Placebo getestet.

Wenn die Ergebnisse ebenfalls positiv ausfallen, kann bei den zuständigen Behörden ein Zulassungsantrag gestellt werden – vor einer Zulassung durch die Behörden darf das Medikament nicht verordnet werden. 

Die Zulassungsbehörden entscheiden

Die Firma, die das Medikament entwickelt und alle Tests erfolgreich abgeschlossen hat, reicht sämtliche Studienergebnisse bei einer Zulassungsbehörde ein. Für die Mitgliedstaaten der Europäischen Union ist die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) mit Sitz in Amsterdam zuständig. Ein Zulassungsantrag kann aber auch bei der zuständigen Behörde eines einzelnen Landes gestellt werden. In diesem Fall ist die Zulassung dann nur für das entsprechende Land gültig. Die Behörde in Deutschland heißt Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM).

Gut zu wissen:

Im Durchschnitt dauert es mehr als 13 Jahre, bis ein neuer Wirkstoff als Medikament für die Verschreibung zur Verfügung steht.

Die Zulassungsbehörde prüft alle Unterlagen und klärt offene Fragen mit dem Unternehmen. Manchmal werden noch weitere Untersuchungen benötigt. Da die Unterlagen in der Regel sehr umfangreich sind, dauert die Prüfung meistens mehr als 1 Jahr. Dann fällt eine Entscheidung, ob das Medikament zugelassen wird oder nicht. Erst nach einer positiven Entscheidung der Behörde darf das Medikament verordnet werden. Manche Medikamente erhalten trotz der langen Prüfzeit keine Zulassung.

Nach der Zulassung werden Medikamente weiterhin beobachtet. Ziel ist es, über eine lange Zeit zu kontrollieren, ob bisher nicht bekannte seltene Nebenwirkungen mit dem Medikament auftreten.

Während Medikamente dem Arzneimittelrecht unterliegen, gilt für Medizinprodukte das Medizinproduktegesetz (MPG) beziehungsweise seit 2020 die neue EU-Medizinprodukteverordnung (MDR).

Medizinprodukte, wie zum Beispiel Blutzucker- oder Blutdruckmessgeräte, müssen vor der Markteinführung ebenfalls bestimmte gesetzliche Anforderungen erfüllen. In der Europäischen Union ist die CE-Kennzeichnung (CE = Communauté Européenne) eine Voraussetzung. Um diese zu erhalten, müssen die Medizinprodukte ein sogenanntes Konformitätsbewertungsverfahren durchlaufen. Dabei weist der Hersteller nach, dass sein Medizinprodukt die vorgesehene Zweckbestimmung erfüllt und grundlegende Sicherheitsanforderungen einhält. Medizinprodukte werden in 3 Risikoklassen unterteilt. Klasse 1 ist die niedrigste und Klasse 3 die höchste Risikoklasse.

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Typ-2-Diabetes und Adipositas: Medizin der Zukunft. (Video: 2:06 min)

Quellen:

Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM): www.bfarm.de (Letzter Zugriff: 23.08.2019)
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF): Wie funktionieren klinische Studien? (Letzter Abruf: 23.08.2019)
European Medicines Agency (EMA): www.ema.europa.eu (Letzter Abruf: 23.08.2019)
Verband forschender Arzneimittelhersteller e.V. (VFA): So entsteht ein neues Medikament. (Letzter Abruf: 23.08.2019)
Stand: 07.11.2019