Bei der Suche nach neue Arzneimitteln orientieren sich Pharmazeuten schon seit Jahrhunderten an Wirkstoffen aus der Natur. Auch heute noch halten sich Wissenschaftler an solche natürlichen Vorbilder – an Moleküle, die biochemische Prozesse in tierischen oder pflanzlichen Organismen steuern. Die Forscher lassen sich von solchen evolutionär bewährten Wirkstrukturen inspirieren und nehmen sie als „Vorlagen“ für die Entwicklung neuer Medikamente.
Will ich neue biologisch oder medizinisch aktive Verbindungen entwickeln, muss ich im Weltall die Galaxie treffen, anstatt im intergalaktischen Raum herumzustochern.“ Der dies sagt, ist weder Mediziner noch Astronom, sondern von Haus aus organischer Chemiker und seit 1999 Direktor am Max- Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund. Und wenn er dies sagt, kritisiert Herbert Waldmann ein wesentliches Credo der Pharmaforschung der vergangenen zehn Jahre. Es lautet: Man synthetisiere per Roboter in kürzester Zeit – manchmal in nur wenigen Tagen – eine „Substanzbibliothek“.
Eine solche Substanzbibliothek kann mehr als eine Million verschiedener Stoffe enthalten, die alle mehr oder weniger nach chemischer Machbarkeit entstehen. Mit ebenfalls computergesteuerten Hochdurchsatz- Screening-Systemen sucht man darin nach neuen medizinischen Wirkstoffen – Substanzen also, die beispielsweise einen Proteinrezeptor blockieren und dadurch den Blutdruck erhöhen oder senken. Sind die Bibliotheken nur genügend groß, wird man mit dieser Methode vergleichsweise schnell und kostengünstig neue Arzneimittel finden.
So die Theorie. „In der Realität funktioniert dies allerdings nur selten“, sagt Waldmann. So sei kaum ein Medikament, das in den vergangenen Jahren neu auf den Markt kam, auf diese Weise entdeckt worden. Tatsächlich scheint die Ausbeute an neuen Wirkstoffen – angesichts großer molekularbiologischer und technologischer Fortschritte – in den vergangenen zehn Jahren besonders mager. „Es hat sich schlicht gezeigt, dass die Moleküle aus herkömmlichen, kombinatorisch erzeugten Substanzbibliotheken nur selten biologisch relevant sind“, betont Waldmann. „Und genau das wollen wir ändern.“
Inhalt:
- Spurensuche im chemischen Universum
Rückbesinnung auf Naturstoffe erhöht Trefferquoten - Hürdenlauf im Substanzdschungel
Der Weg von der Pflanze zum Produkt - Proteinen auf der Spur
Natur setzt auf Vielseitigkeit - Computer suchen Wirkstoffe
Bioinformatik eröffnet neue Möglichkeiten - Chemiker und Biologen als Bibliothekare
Fahndung nach Grundtypen
Ute Hänssler/MaxPlanckForschung
Stand: 06.08.2004