Technologien & Trends

Pharmakogenetik

Die Bedeutung der Gene für den Therapieerfolg

Eine besondere Rolle unter den Biomarkern spielen die genetischen Voraussetzungen eines Patienten: Individuelle Unterschiede im Erbgut können dazu führen, dass ein Arzneimittel besser oder schlechter wirkt beziehungsweise vertragen wird.

Die Wissenschaft, die sich mit dem Zusammenhang zwischen genetischen Voraussetzungen und der individuellen Reaktion des Körpers auf ein Medikament auseinandersetzt, heißt Pharmakogenetik (engl. Pharmacogenetics). In der Arzneimittelforschung und -entwicklung gewinnt dieser Wissenschaftszweig immer mehr an Bedeutung: Auch bei Bayer fließen pharmakogenetische Erkenntnisse in verschiedene Stadien des Entwicklungsprozesses ein.

Protein-Baupläne liegen in der DNA

Die Baupläne von Proteinen (wie Enzymen oder Rezeptoren), die für die Aufnahme, den Abbau und die Wirkung eines Arzneimittels im Körper verantwortlich sind, sind in den Genen gespeichert. Eine bestimmte Abfolge von DNA-Bausteinen (sogenannte Codons) kodiert jeweils ein Protein. Erblich bedingt kann diese Abfolge jedoch variieren (SNPs, Single Nucleotide Polymorphisms); entsprechend sind Rezeptoren aktiv oder inaktiv, sind bestimmte Proteine bei einigen Menschen vorhanden und fehlen bei anderen. Entsprechend kann ein Patient ein Medikament schneller, langsamer oder gar nicht abbauen.

DNA-Abweichungen beeinflussen die Arzneimittelwirkung

Kettenreaktion (PCR, polymerase chain reaction), einem 1993 mit dem Nobelpreis honoriertem Verfahren wird ein DNA-Abschnitt, der bekanntermaßen für die Herstellung der relevanten Rezeptoren verantwortlich ist, durch Zugabe des Enzyms DNA-Polymerase vervielfältigt und in roboterbasierten Serientests (ähnlich dem High Throughput Screening) untersucht. So können die Forscher feststellen, ob bestimmte Abweichungen auf diesem Genabschnitt mit einer stärkeren oder schwächeren Wirkung oder Verträglichkeit des Medikaments korrelieren.

Ist der für die Medikamentenwirkung relevante DNA-Baustein nicht bekannt, können die Wissenschaftler bei Bayer ihn mittels Sequenzierungs-Technologie aufspüren: Die Baustein-Reihenfolge auf dem für die Krankheit relevanten Gen des Patienten wird dazu mit der üblichen Abfolge im menschlichen Genom abgeglichen. Abweichende Bausteine werden anschließend per PCR weiter untersucht.

Die Ergebnisse dieser Tests gehen (pseudonymisiert) in die Studiendaten ein. Würde sich herausstellen, dass bestimmte Erbanlagen die Medikamentenwirkung verhindern, könnten entsprechende Tests vor Beginn der Behandlung sicherstellen, dass nur Patienten mit Aussicht auf eine Medikamentenwirkung therapiert werden und den anderen eine womöglich wirkungslose Therapie dadurch erspart bliebe. Auch lassen sich durch solche Tests Korrelationen zwischen genetischen Mustern und dem Abbau-Tempo eines Medikaments messen und wertvolle Erkenntnisse für die Sicherheit und korrekte Dosierung des Medikaments erlangen.

Strenger Datenschutz

Forscher erhoffen sich durch die Pharmakogenetik Therapien, bei denen Wirkstoff und Dosis auf die individuellen genetischen Voraussetzungen eines Patienten zugeschnitten sind (siehe Personalisierte Medizin).

Die pharmakogenetische Forschung wirft aber auch ethische, rechtliche sowie soziale Fragen auf. Für Bayer ist dabei die Einhaltung strenger Datenschutzbestimmungen und die Wahrung der Vertraulichkeit im Umgang mit den gewonnenen genetischen Informationen Grundlage für jegliche wissenschaftliche Arbeit mit genetischem Material.