Vor langer Zeit schien jeder zu wissen, wie ein neues Medikament hergestellt wird, vor allem nach Covid-19, als jeder genau diese klinischen Versuche mit Impfstoffen verfolgte. Doch so einfach ist es nicht. Kurz gesagt: In dieser Veröffentlichung erfahren Sie, wie lange die Entwicklung eines Medikaments dauert und wie teuer sie ist. Und wenn im Fernsehen gesagt wird, dass Wissenschaftler eine Substanz entdeckt haben, die Krebs oder eine andere Krankheit besiegen kann, ist es vielleicht noch zu früh, in die Apotheke zu rennen und das neue Medikament zu kaufen.
Idee
Idee
- DamitWissenschaftler oder ein Pharmaunternehmen mit der Entwicklung eines Medikaments beginnen können, müssen mehrere Faktoren zusammenkommen.
- Die gesellschaftliche Bedeutung der Krankheit.
- Bekannte molekulare Mechanismen der Krankheitsentwicklung.
- Finanzielle Ressourcen und die Fähigkeit, ein spezifisches Medikament zu entwickeln.
Mit anderen Worten: Es muss eine Idee vorhanden sein.
Was ist ein "Target" für das Medikament?
Ein Team von Wissenschaftlern wählt gemeinsam ein Target und einen Weg, dieses Target zu erreichen, um die Krankheit zu behandeln oder zu verhindern.
Ein Arzneimittel-Target ist ein biologisches Makromolekül, das mit einer bestimmten Funktion verbunden ist, deren Störung zu einer Krankheit führt. Die häufigsten Ziele für Arzneimittel sind Proteine - Rezeptoren und Enzyme. Die Infografik zeigt, welche Makromoleküle am häufigsten Ziel von Arzneimitteln sind. Mit Blick auf die Zukunft ist zu beachten, dass die Substanz - das Medikament - dann auf das "Ziel" abgestimmt wird. Das häufigste Beispiel ist Cyclooxygenase 1 (Ziel) und Acetylsalicylsäure (Arzneimittel).
Auf der Suche nach Liganden
Sobald Wissenschaftler ein Ziel für ein Medikament gefunden haben, müssen sie herausfinden, womit sie es "anvisieren" können. Ein Ligand (potenzieller Wirkstoff) ist eine chemische Verbindung (in der Regel mit niedrigem Molekulargewicht), die spezifisch mit ihrem Ziel interagiert und dadurch Prozesse innerhalb der Zelle beeinflusst.
Die Untersuchung aller möglichen Substanzen ist natürlich unrealistisch: Es gibt mindestens 1 040 Liganden. Daher werden der Struktur potenzieller Liganden eine Reihe von Beschränkungen auferlegt, was die Suche erheblich einschränkt.
Als Ausgangspunkt werden in der Regel Bibliotheken von Verbindungen verwendet, die von spezialisierten Unternehmen nach den vom Entwickler festgelegten Bedingungen erstellt werden oder bereits im Arsenal eines Pharmaunternehmens vorhanden sind. Solche Bibliotheken können Millionen von Substanzen enthalten.
Mit Hilfe des Screening-Tests wird zunächst festgestellt, ob die ausgewählten Liganden das untersuchte Ziel beeinflussen. Der Screening-Test wird entweder im Labor (in vitro) oder am Computer (in silico) durchgeführt.
Laborscreening: Auf speziellen Objektträgern gräbt ein Roboter nach einem vorgegebenen Programm Testsubstanzen aus Pipetten aus.
Die Objektträger sind Platten, die Vertiefungen mit Tausenden von Mikrolitern verschiedener Zielproteine oder ganzer genetisch veränderter Zellen enthalten.
Anschließend erfolgt eine Auslesung, die angibt, in welcher Vertiefung die biologische Aktivität nachgewiesen wurde. Der Detektor kann sie anhand des radioaktiven Signals, der Fluoreszenz, der Lichtpolarisation und vieler anderer Parameter nachweisen.
Optimieren
Aus Tausenden von verfügbaren Substanzen mit bestimmten Eigenschaften sollten Hunderte von Molekülen ausgewählt werden, aus denen sich nach weiteren Modifikationen und Tests an Bakterien oder Zellkulturen Dutzende von "Kandidaten" für präklinische Studien, einschließlich Tierversuchen, ergeben.
Die Optimierung kann darin bestehen, einen Teil des bekannten Liganden "abzuschneiden" oder umgekehrt, ihm neue Elemente hinzuzufügen und die Interaktion mit dem Ziel neu zu testen. Um auf Aspirin zurückzukommen: Es wird aus Salicylsäure durch Hinzufügen einer Acetylgruppe gewonnen.
Was ist ein "Target" für das Medikament?
Ein Team von Wissenschaftlern wählt gemeinsam ein Target und einen Weg, dieses Target zu erreichen, um die Krankheit zu behandeln oder zu verhindern.
Ein Arzneimittel-Target ist ein biologisches Makromolekül, das mit einer bestimmten Funktion verbunden ist, deren Störung zu einer Krankheit führt. Die häufigsten Ziele für Arzneimittel sind Proteine - Rezeptoren und Enzyme. Die Infografik zeigt, welche Makromoleküle am häufigsten Ziel von Arzneimitteln sind. Mit Blick auf die Zukunft ist zu beachten, dass die Substanz - das Medikament - dann auf das "Ziel" abgestimmt wird. Das häufigste Beispiel ist Cyclooxygenase 1 (Ziel) und Acetylsalicylsäure (Arzneimittel).
Auf der Suche nach Liganden
Sobald Wissenschaftler ein Ziel für ein Medikament gefunden haben, müssen sie herausfinden, womit sie es "anvisieren" können. Ein Ligand (potenzieller Wirkstoff) ist eine chemische Verbindung (in der Regel mit niedrigem Molekulargewicht), die spezifisch mit ihrem Ziel interagiert und dadurch Prozesse innerhalb der Zelle beeinflusst.
Die Untersuchung aller möglichen Substanzen ist natürlich unrealistisch: Es gibt mindestens 1 040 Liganden. Daher werden der Struktur potenzieller Liganden eine Reihe von Beschränkungen auferlegt, was die Suche erheblich einschränkt.
Als Ausgangspunkt werden in der Regel Bibliotheken von Verbindungen verwendet, die von spezialisierten Unternehmen nach den vom Entwickler festgelegten Bedingungen erstellt werden oder bereits im Arsenal eines Pharmaunternehmens vorhanden sind. Solche Bibliotheken können Millionen von Substanzen enthalten.
Mit Hilfe des Screening-Tests wird zunächst festgestellt, ob die ausgewählten Liganden das untersuchte Ziel beeinflussen. Der Screening-Test wird entweder im Labor (in vitro) oder am Computer (in silico) durchgeführt.
Laborscreening: Auf speziellen Objektträgern gräbt ein Roboter nach einem vorgegebenen Programm Testsubstanzen aus Pipetten aus.
Die Objektträger sind Platten, die Vertiefungen mit Tausenden von Mikrolitern verschiedener Zielproteine oder ganzer genetisch veränderter Zellen enthalten.
Anschließend erfolgt eine Auslesung, die angibt, in welcher Vertiefung die biologische Aktivität nachgewiesen wurde. Der Detektor kann sie anhand des radioaktiven Signals, der Fluoreszenz, der Lichtpolarisation und vieler anderer Parameter nachweisen.
Optimieren
Aus Tausenden von verfügbaren Substanzen mit bestimmten Eigenschaften sollten Hunderte von Molekülen ausgewählt werden, aus denen sich nach weiteren Modifikationen und Tests an Bakterien oder Zellkulturen Dutzende von "Kandidaten" für präklinische Studien, einschließlich Tierversuchen, ergeben.
Die Optimierung kann darin bestehen, einen Teil des bekannten Liganden "abzuschneiden" oder umgekehrt, ihm neue Elemente hinzuzufügen und die Interaktion mit dem Ziel neu zu testen. Um auf Aspirin zurückzukommen: Es wird aus Salicylsäure durch Hinzufügen einer Acetylgruppe gewonnen.
Grundlegende Tests
Ausgewählte Wirkstoffe werden zunächst in biochemisch-pharmakologischen Studien oder Experimenten an Zellkulturen, isolierten Zellen und isolierten Organen getestet.
Da diese Modelle nicht in der Lage sind, alle biologischen Prozesse in einem echten Organismus vollständig nachzubilden, wird jedes potenzielle Arzneimittel an Tieren getestet. Nur im Tierversuch kann die Frage beantwortet werden, ob die gewünschten Wirkungen bei nicht oder nur gering toxischen Dosen auftreten.
In der Toxizitätsstudie werden die folgenden Parameter bewertet.
Ausgewählte Wirkstoffe werden zunächst in biochemisch-pharmakologischen Studien oder Experimenten an Zellkulturen, isolierten Zellen und isolierten Organen getestet.
Da diese Modelle nicht in der Lage sind, alle biologischen Prozesse in einem echten Organismus vollständig nachzubilden, wird jedes potenzielle Arzneimittel an Tieren getestet. Nur im Tierversuch kann die Frage beantwortet werden, ob die gewünschten Wirkungen bei nicht oder nur gering toxischen Dosen auftreten.
In der Toxizitätsstudie werden die folgenden Parameter bewertet.
- Toxizität bei kurzzeitiger und langfristiger Anwendung.
- Die Möglichkeit genetischer Schäden (Genotoxizität, Mutagenität).
- Möglichkeit derEntstehung von Tumoren (Onkogenität und Karzinogenität).
- Möglichkeit, einen kranken Fötus zur Welt zu bringen (Teratogenität).
Im Tierversuch werden die zu untersuchenden Verbindungen auch auf Absorption, Verteilung, Stoffwechsel und Ausscheidung (Pharmakokinetik) geprüft.
Nach dieser Phase der Eliminierung bis zur Phase der klinischen Versuche am Menschen bleiben bestenfalls 1-3 Arzneimittel übrig (man bedenke, dass es ursprünglich etwa 1000 potenzielle Arzneimittel gab!
Nach dieser Phase der Eliminierung bis zur Phase der klinischen Versuche am Menschen bleiben bestenfalls 1-3 Arzneimittel übrig (man bedenke, dass es ursprünglich etwa 1000 potenzielle Arzneimittel gab!
Eintritt in den Markt
Dieklinische Prüfung umfasst mehrere Phasen, die in der Infografik dargestellt sind.
Zunächst werden neue Arzneimittel an gesunden Personen getestet, um festzustellen, ob die in Tierversuchen festgestellten Wirkungen auch beim Menschen auftreten, und um Dosis-Wirkungs-Beziehungen zu ermitteln.
Anschließend wird ein potenzielles neues Arzneimittel an ausgewählten Patienten getestet, um die therapeutische Wirksamkeit für die Krankheit zu ermitteln, für die es bestimmt ist. Positive Wirkungen sollten offensichtlich und unerwünschte Wirkungen akzeptabel gering sein.
Anschließend werden große Gruppen von Patienten in die Studie aufgenommen, mit denen das zu untersuchende Medikament hinsichtlich der therapeutischen Ergebnisse mit der Standardbehandlung verglichen wird.
Im Verlauf der klinischen Studien erweisen sich viele neue Medikamente als ungeeignet für den Einsatz.
Die Entscheidung über die Zulassung eines neuen Medikaments wird von der nationalen Zulassungsbehörde (FDA) getroffen. Die Antragsteller (pharmazeutische Unternehmen) reichen bei der Zulassungsbehörde eine vollständige Dokumentation der präklinischen und klinischen Versuche ein, in denen die Daten zur Wirksamkeit und Sicherheit den festgelegten Anforderungen und der vorgesehenen Form des Produkts (Tabletten, Kapseln usw.) entsprechen.
Nach der Zulassung kann das neue Medikament unter einem Markennamen verkauft werden und steht somit für die Verschreibung durch Ärzte und den Vertrieb in Apotheken zur Verfügung. Gleichzeitig werden der technologische Prozess der Arzneimittelherstellung, die Qualitätsanforderungen und die Analysemethoden entwickelt.
Das Arzneimittel wird während seines Vertriebs weiter überwacht. Ein abschließendes Urteil über das Nutzen-Risiko-Verhältnis eines neuen Arzneimittels kann nur auf der Grundlage von Langzeiterfahrungen mit seiner Anwendung getroffen werden. Auf diese Weise wird der therapeutische Wert eines neuen Medikaments ermittelt.
In verschiedenen Fällen dauert der Prozess der Entwicklung eines neuen Medikaments von der Idee bis zur Umsetzung etwa 5 bis 18 Jahre. Die Gesamtkosten für die Entwicklung, einschließlich der Medikamente, die nicht auf den Markt gekommen sind, übersteigen oft 1 Milliarde Dollar (im Durchschnitt bis zu 2,5 Milliarden Dollar).
Dieklinische Prüfung umfasst mehrere Phasen, die in der Infografik dargestellt sind.
Zunächst werden neue Arzneimittel an gesunden Personen getestet, um festzustellen, ob die in Tierversuchen festgestellten Wirkungen auch beim Menschen auftreten, und um Dosis-Wirkungs-Beziehungen zu ermitteln.
Anschließend wird ein potenzielles neues Arzneimittel an ausgewählten Patienten getestet, um die therapeutische Wirksamkeit für die Krankheit zu ermitteln, für die es bestimmt ist. Positive Wirkungen sollten offensichtlich und unerwünschte Wirkungen akzeptabel gering sein.
Anschließend werden große Gruppen von Patienten in die Studie aufgenommen, mit denen das zu untersuchende Medikament hinsichtlich der therapeutischen Ergebnisse mit der Standardbehandlung verglichen wird.
Im Verlauf der klinischen Studien erweisen sich viele neue Medikamente als ungeeignet für den Einsatz.
Die Entscheidung über die Zulassung eines neuen Medikaments wird von der nationalen Zulassungsbehörde (FDA) getroffen. Die Antragsteller (pharmazeutische Unternehmen) reichen bei der Zulassungsbehörde eine vollständige Dokumentation der präklinischen und klinischen Versuche ein, in denen die Daten zur Wirksamkeit und Sicherheit den festgelegten Anforderungen und der vorgesehenen Form des Produkts (Tabletten, Kapseln usw.) entsprechen.
Nach der Zulassung kann das neue Medikament unter einem Markennamen verkauft werden und steht somit für die Verschreibung durch Ärzte und den Vertrieb in Apotheken zur Verfügung. Gleichzeitig werden der technologische Prozess der Arzneimittelherstellung, die Qualitätsanforderungen und die Analysemethoden entwickelt.
Das Arzneimittel wird während seines Vertriebs weiter überwacht. Ein abschließendes Urteil über das Nutzen-Risiko-Verhältnis eines neuen Arzneimittels kann nur auf der Grundlage von Langzeiterfahrungen mit seiner Anwendung getroffen werden. Auf diese Weise wird der therapeutische Wert eines neuen Medikaments ermittelt.
In verschiedenen Fällen dauert der Prozess der Entwicklung eines neuen Medikaments von der Idee bis zur Umsetzung etwa 5 bis 18 Jahre. Die Gesamtkosten für die Entwicklung, einschließlich der Medikamente, die nicht auf den Markt gekommen sind, übersteigen oft 1 Milliarde Dollar (im Durchschnitt bis zu 2,5 Milliarden Dollar).