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Unternehmen mit innovativen Ideen können das Leben vieler Menschen verbessern.
Damit aus vielversprechenden Innovationen marktreife Produkte oder Dienstleistungen werden, fördert das BMWi ausgewählte Technologieprojekte. In dieser neuen Rubrik stellen wir Ihnen einige dieser innovativen Projekte vor: unsere HIGHtechLIGHTS.

Medikamente aus Naturstoffen erfolgreich, schnell und kostengünstig entwickeln

Um ein neues Medikament zu entwickeln, werden in der Regel Millionen chemisch hergestellter Substanzen oder deren Bruchstücke auf Wirksamkeit getestet. Ein neues Verfahren ermöglicht es nun, auch pflanzliche Inhaltsstoffe erfolgversprechender zu testen - und dadurch neue Medikamente schneller und vor allem kostengünstiger zu entwickeln.

Naturstoffbibliotheken aus Pflanzenextrakten zum Wirkstoff-Screening in der Pharmaforschung; Quelle: Bicoll GmbH
© Bicoll GmbH

Ein neues Medikament zu entwickeln, ist eine echte Herausforderung. Pharmaforscher testen in der Regel Millionen zumeist chemisch hergestellter Substanzen, um mit viel Glück eine Substanz zu finden, die als Wirkstoff für ein neues Medikament in Frage kommt. Da die Trefferquote so gering ist, testen die Forscher meistens gar nicht mehr "ganze" Substanzen, sondern nur noch ihre Bruchstücke - die Fragmente. Die Idee dahinter: Vielleicht wirkt die Substanz als Ganzes nicht, aber ein kleinerer Teil von ihr schon - wenn auch schwächer. Die Pharmaforscher nennen das "fragmentbasierte Medikamentenforschung".

Langwierig und teuer

Ein wichtiger Schritt bei der fragmentbasierten Medikamentenforschung ist das sogenannte "Screening". Dabei vermischt ein Roboter in winzigen Reagenzgläsern jedes einzelne Fragment mit einem Molekül aus dem menschlichen Körper, das bei einer Krankheit eine bestimmte Rolle spielt. Ändert sich dabei beispielsweise die Farbe, eignet sich das Fragment möglicherweise als Wirkstoff für ein neues Medikament. Allerdings muss es in der Regel erst noch aufwendig optimiert und anschließend lange und teuer getestet werden, bis es schließlich allen Anforderungen an einen Medikamentenwirkstoff entspricht.

Schnell und erfolgversprechend

Ganz anders sieht die Sache bei Naturstoffen aus Pflanzen aus: Diese haben sprichwörtlich "von Natur aus" Eigenschaften, mit denen sie viele Anforderungen an einen Medikamentenwirkstoff bereits erfüllen. Deshalb ist eine weitere Optimierung wie bei den chemisch hergestellten Fragmenten meistens nicht nötig. Eigentlich ideal. Es gab bislang jedoch ein Problem: Naturstoffe lassen sich nicht so leicht screenen wie chemisch hergestellte Fragmente, weil Pflanzen aus Tausenden Naturstoffen bestehen - diese aber nicht in reiner Form vorliegen und deshalb auch nicht direkt gescreent werden können. Deshalb forschen nur noch wenige Pharmaunternehmen in diesem Bereich.

Das könnte sich bald ändern: Die Bicoll GmbH und die Crelux GmbH aus Planegg haben ein Verfahren entwickelt, mit dem nun auch Naturstoffe gescreent werden können. Das Ganze funktioniert vereinfacht gesagt so: Aus den Tausenden Naturstoffen einer Pflanze werden zunächst einzelne Naturstoff-Gemische herausgefiltert, die jeweils drei bis zehn Stoffe enthalten. Diese Stoffe sind häufig annähernd so klein wie die Fragmente chemischer Substanzen und können deshalb mit dem bereits existierenden Verfahren gescreent werden. Wenn tatsächlich eine Wirkung auftritt, wird das entsprechende Gemisch weiter gefiltert, bis die drei bis zehn einzelnen Stoffe getrennt voneinander vorliegen. Nun wird erneut gescreent und der wirksame Stoff bestimmt.

Einmalig und überzeugend

Einen chemisch hergestellten Wirkstoff mithilfe der fragmentbasierten Medikamentenforschung zu entwickeln, kostet in der Regel mehrere Millionen Euro. Mit dem neuen Verfahren von Bicoll und Crelux betragen die Kosten, um einen wirksamen Naturstoff ausfindig zu machen, nur einen Bruchteil davon. Die beiden Unternehmen ermöglichen es Pharmaunternehmen damit erstmals, neue Medikamente aus Naturstoffen kostengünstiger, schneller und erfolgversprechender zu entwickeln, als dies mit rein chemisch hergestellten Stoffen der Fall ist. Das hat zum einen das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie überzeugt, das die beiden Unternehmen mit Mitteln aus dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand unterstützt hat. Zum anderen fördert seit 2015 auch die EU Crelux beim Projekt "TASCMAR", bei dem natürliche Stoffe aus Meeresorganismen auf ihre Wirksamkeit untersucht werden.

Faktenübersicht:

Produkt: Naturstoffbibliotheken aus Pflanzenextrakten zum Wirkstoff-Screening in der Pharmaforschung
Unternehmen: Bicoll GmbH, Planegg; Crelux GmbH, Planegg
Markteinführung: 2015
Förderung: ZIM-Kooperationsprojekte
Fördersumme: 311.950 Euro
Förderzeitraum: Juli 2011 bis Mai 2014

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