Gesundheitsforschung in 4D - Drugs

© Fraunhofer IME / Bernd Müller

An einem innovativen Impfstoff gegen die rheumatoide Arthritis arbeitet das Team von Dr. Nadine Schneider (rechts) in der Fraunhofer-Projektgruppe Translationale Medizin.

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Während klinischer Studien nimmt Dr. Jochen Graff den Probanden regelmäßig Blut ab, um zu messen, wie der Körper auf das neue Medikament reagiert.

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Unter dem Mikroskop werden Immunzellen aus dem Blut von Patienten mit rheumatoider Arthritis untersucht.

Die aus dem Blut von Patienten mit Rheumatoider Arthritis isolierten Zellen werden in einer Mikrotiterplatte kultiviert, um die krankheitsfördernden Mechanismen besser zu verstehen und analysieren zu können. Langfristig sollen anhand dieser Experimente Biomarker etabliert werden, die im Projekt »aidCURE« in der klinischen Phase I Studie verwendet werden sollen.
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Die aus dem Blut von Patienten mit Rheumatoider Arthritis isolierten Zellen werden in einer Mikrotiterplatte kultiviert, um die krankheitsfördernden Mechanismen besser zu verstehen und analysieren zu können. Langfristig sollen anhand dieser Experimente Biomarker etabliert werden, die im Projekt »aidCURE« in der klinischen Phase I Studie verwendet werden sollen.

Etwas aufgeregt ist Sabine Schuster*, als sie die Station für klinische Studien der Fraunhofer-Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie TPM auf dem Campus des Universitätsklinikums Frankfurt am Main betritt. Es ist das erste Mal, dass sie an einer Medikamentenstudie teilnimmt. Als Stationsleiter Dr. Jochen Graff sie auf ihr Zimmer bringt, erklärt er ihr die strengen Regeln, die von den Arzneimittelbehörden zur Standardisierung der Studien vorgeschrieben sind.

»Sie werden die nächsten zwei Tage auf unserer Station verbringen und bekommen zu festgelegten Zeiten Mahlzeiten und Getränke. Sonst dürfen Sie nichts zu sich nehmen«, erläutert Jochen Graff. »Auch keine Zigaretten und keinen Alkohol. Das würde die Ergebnisse verfälschen.«

In der Studie wird ein neues Medikament gegen das hereditäre Angioödem (HAE) getestet, eine seltene Erbkrankheit, an der Sabine Schuster seit ihrer Kindheit leidet. Anfallsweise schwellen immer wieder ihre Haut und inneren Organe an. Ein Anschwellen des Kehlkopfes kann lebensbedrohlich sein und führt nicht selten zum Tod. Um die akut auftretenden Anfälle in den Griff zu bekommen, gibt es bereits Therapeutika. Das neue Medikament soll das Auftreten von Anfällen prophylaktisch verhindern. Bei den klinischen Tests arbeitet die Fraunhofer-Projektgruppe eng mit der HAE-Ambulanz des Uniklinikums Frankfurt zusammen.

Blutabnahmen nach strengem Protokoll

Am nächsten Morgen beginnt der Test. Studienassistentin Gudrun Schneckenburger legt Sabine Schuster zur Blutabnahme eine Kanüle in die Vene der linken Hand und schließt sie an das EKG und das Blutdruckmessgerät an. Dann verabreicht der Studienarzt Dr. Graff der Patientin eine Tablette des neuen Medikaments.

In der ersten Stunde nach Einnahme der Tablette nimmt die Studienassistentin alle 15 Minuten Blut ab, dann in halbstündlichem und später in stündlichem Rhythmus. »In den Blutproben messen wir, was der Körper mit dem Medikament macht. Wie er es aufnimmt, wie es sich verteilt und wie es wieder abgebaut und ausgeschieden wird. Das ist die Pharmakokinetik«, verdeutlicht Jochen Graff. Diese Werte dienen dem Verständnis des neuen Medikaments. Sie sind auch wichtig, um die Dosis und das Dosierungsintervall in weiteren klinischen Studien festzulegen, in denen das Medikament zeigen muss, dass es bei Patienten mit HAE auch wirklich die Anfallshäufigkeit verringern kann. Außerdem bestimmen die Forscherinnen und Forscher im Blut viele verschiedene Parameter und Biomarker, um Nebenwirkungen festzustellen. Jeder einzelne Handgriff der Studie ist in einem Studienprotokoll festgelegt, das von den Arzneimittelzulassungsbehörden und einer Ethikkommission genehmigt werden muss.

Innovative Studiendesigns

In der Station der Fraunhofer-Projektgruppe finden alle Phasen der frühen klinischen Arzneimittelentwicklung statt, die Phase 1 mit der Erstanwendung am Menschen genauso wie die Phase 2 mit ausgewählten Patienten. Außer bei Krebsmedikamenten müssen Phase-1-Studien an gesunden Probanden vorgenommen werden. Dabei geht es neben der Pharmakokinetik und Dosisberechnung vor allem um die Prüfung der Sicherheit des Wirkstoffs.

Dr. Frank Behrens, der die klinische Forschung der Projektgruppe leitet, macht auf die Limitationen dieses Vorgehens aufmerksam: »Wie repräsentativ ist der 22-jährige gesunde Student für die Verträglichkeit und Verstoffwechselung eines Medikaments, das ich später bei einer 65-jährigen Frau anwenden will, die bereits mehrere Vorerkrankungen hat?« Frank Behrens entwickelt daher mit seinem wissenschaftlichen Team verschiedener Disziplinen innovative Studiendesigns, bei denen neue Wirkstoffe gleich an Patientinnen und Patienten getestet werden. Bei deren Auswahl und den Spezialtests zum Nachweis der Wirksamkeit arbeitet er eng mit den Fachärzten auf dem Campus des Frankfurter Universitätsklinikums zusammen.

Die Frankfurter Projektgruppe, die zum Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME gehört, hat sich intensiv bei der Gründung des vom Land Hessen geförderten LOEWE-Zentrums für Translationale Medizin und Pharmakologie engagiert. Partner sind die Universität Frankfurt und das Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. Übergeordnetes Ziel ist die Überführung medizinischer Grundlagenforschung in die Anwendung. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Mediziner, die sowohl in der Klinik als auch in der Projektgruppe arbeiten. »Durch die forschenden Ärzte bekommen wir die Probleme vom Krankenbett direkt zu uns ins Labor«, betont Prof. Gerd Geisslinger, Leiter der Fraunhofer-Projektgruppe und des LOEWE-Zentrums.

Von der Forschung in die Klinik

Wie die Entwicklung entlang der Wertschöpfungskette in Frankfurt läuft, zeigt das Projekt aidCURE. In jahrelanger Grundlagenforschung an der Universität hatte Prof. Harald Burkhardt in enger Zusammenarbeit mit Prof. Rikard Holmdahl vom Karolinska Institut in Stockholm einen Wirkstoff zur Behandlung der rheumatoiden Arthritis entwickelt. Es ist eine Art Impfstoff, der gezielt den Mechanismus der krankmachenden Autoimmunreaktionen abschaltet.

Unter der Leitung von Dr. Nadine Schneider erfolgt in der Fraunhofer-Projektgruppe nun die Translation – die Übertragung der Grundlagenforschung in die Anwendung. »Zurzeit suchen wir nach einem Weg, das komplexe Proteinmolekül wirtschaftlich im industriellen Maßstab herzustellen«, berichtet Burkhardt. Wenn dieser Meilenstein geschafft ist, kann im Anschluss an die regulatorisch geforderten präklinischen Sicherheitsstudien die klinische Prüfung am Menschen erfolgen. Studienleiter Dr. Frank Behrens hat bereits mit der Erstellung der Studienprotokolle begonnen.

Wie gut eine Therapie wirkt, hängt entscheidend von der Diagnostik ab. Je genauer die Erkrankung charakterisiert ist, desto spezifischer kann die Behandlung sein. An neuen Parametern für die Diagnostik arbeitet ein Forscherteam im Projekt RIBOLUTION.
 

*Name von der Redaktion geändert

Weitere Informationen

Fraunhofer-Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie TPM 

Die Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME arbeitet auf den Gebieten Wirkstoffforschung, präklinische und klinische Modellentwicklung und klinische Forschung.

LOEWE-Zentrum Translationale Medizin und Pharmakologie TMP

Die enge Kollaboration der Fraunhofer-Projektgruppe TMP mit exzellenten Forschungsgruppen der Goethe-Universität, des Universitätsklinikums und der Abteilung Pharmakologie des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim ermöglicht es auch zielgerichtete Grundlagenforschung in verwertbare Innovationen zu überführen.

Projekt aidCURE

Mit maßgeschneiderter Immuntherapie Gelenkrheuma heilen.

Das Start-up-Team aidCURE der Fraunhofer-Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie gewinnt mit innovativer Technologie-Plattform für die Entwicklung personalisierter Immuntherapeutika den Science4Life Venture Cup 2017.