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Wie entstehen Medikamente? – Arzneimittelstudien Phasen im Überblick
Moderne Arzneimittel sind Hightech-Produkte, an deren Entwicklung Wissenschaftler:innen aus verschiedensten Disziplinen beteiligt sind – aus der Medizin ebenso wie aus Chemie, Biologie und Pharmazie. Von den ersten Labortests bis zur Zulassung eines neuen Medikaments vergehen im Schnitt 12 bis 14 Jahre.
Forschende Pharmaunternehmen sind daher auf verlässliche, innovationsfreundliche Rahmenbedingungen wie einen soliden Patentschutz angewiesen. Denn mit den Einnahmen von heute finanzieren die Unternehmen die Wirkstoffe von morgen. Das heißt: Nur wirtschaftlich erfolgreiche Firmen können an Lösungen für die größten Herausforderungen der Menschheit wie Krebs oder Demenz arbeiten.
Grundlagenforschung, präklinische Forschung, drei Phasen der klinischen Studie10 und anschließende Post-Marketing-Überwachung – pharmazeutische Forschung hat es in sich. Dabei gilt: Die nächste Phase wird in der Regel erst dann gestartet, wenn die vorherigen Arzneimittelentwicklungs-Phasen erfolgreich abgeschlossen wurden.1, 2
Eine bekannte Ausnahme: Während der Corona-Pandemie fanden Studienphasen teilweise parallel oder überschneidend statt, um die Prozesse zu beschleunigen.
Grundlagenforschung & Präklinische Forschung (Drug Discovery)
Im Zuge der präklinischen Forschung wird im Labor nach neuen wirksamen Substanzen gesucht – etwa mit Blick auf Krankheiten, für die der Bedarf an neuen Medikamenten besonders hoch ist.9 Potenzielle Wirkstoffe wurden früher häufig durch Zufall entdeckt, während heute moderne Verfahren wie das Hochdurchsatz-Screening, bei dem tausende Substanzen automatisch auf ihre Wirkung getestet werden, eine immer größere Rolle spielen. Die dabei identifizierten Kandidaten für ein neues Medikament werden im Rahmen der Arzneimittelforschung umfangreichen Tests unterzogen, beispielsweise unter Berücksichtigung folgender Fragestellungen:
- Ist die Substanz ungiftig?
- Wie wird sie vom Körper aufgenommen und verstoffwechselt?
- Kann der Wirkstoff das Erbgut schädigen (Mutagenität)?
- Kann der Wirkstoff Krebs verursachen (Kanzerogenität)?
- Kann der Wirkstoff Missbildungen auslösen (Teratogenität)?
Fragen wie diese können in der Regel mithilfe von Bakterien, Zell- oder Gewebekulturen oder auch im Tierversuch beantwortet werden. Zudem gewinnen computerbasierte Simulationen in der Medikamentenentwicklung immer mehr an Bedeutung.1
Klinische Entwicklung – Phase I
Die erste klinische Phase gilt als „First-in-Human“-Studie, in der der Wirkstoff an einer kleinen Gruppe von meist gesunden Freiwilligen getestet wird (10-50 Proband:innen). Hauptziel ist es hier, die Sicherheit des Medikaments zu evaluieren, die grundlegende Dosierung zu ermitteln und erste Einblicke in mögliche Nebenwirkungen zu erhalten.3, 4
Klinische Entwicklung – Phase II
In Phase II wird das Medikament an einer Gruppe von 100 bis 500 Patient:innen getestet – also an Personen, die tatsächlich an der jeweiligen Krankheit leiden. Dabei wird vor allem geprüft, ob das Medikament die erwünschte therapeutische Wirkung erzielt. Zugleich versuchen Forscher:innen, die optimale Dosierung und Behandlungsdauer zu finden.3, 4
Klinische Entwicklung – Phase III
Diese Phase umfasst groß angelegte Studien mit meist über 1.000 Patient:innen. Ziel ist es, die Wirksamkeit und Sicherheit des Medikaments im Vergleich zu bestehenden Therapien oder Placebos in einer möglichst realitätsnahen klinischen Umgebung zu bestätigen.3, 4
Phase IV – Post-Marketing-Überwachung
Nach erfolgreichem Abschluss der Phase III folgt die Einreichung eines Zulassungsantrags bei den zuständigen Aufsichtsbehörden. Geben die Behörden grünes Licht, kann die Markteinführung erfolgen. Doch wie werden Medikamente hergestellt? Je nach Darreichungsform erfolgt die Produktion folgendermaßen:
- Tablette: Wirkstoff wird zu Pulver verarbeitet und in eine feste Form gepresst
- Kapseln: Wirkstoff wird in Gelatinehüllen eingeschlossen
- Flüssige Lösungen/Injektionen: Wirkstoff wird in einer sterilen Lösung aufbereitet
- Salben/Cremes: Wirkstoff wird in eine Fett- oder Wasserbasis eingearbeitet
Im Anschluss an die Herstellung müssen neue Medikamente zunächst von den Regulierungsbehörden geprüft und für den Handel freigegeben werden. Erst dann dürfen Pharmaunternehmen die Medikamente an Apotheken, Krankenhäuser und andere Vertriebspartner ausliefern.
Die nun folgende Phase kann als Phase IV der Medikamentenentwicklung bezeichnet werden. Im Zuge der Post-Marketing-Studien werden neue Medikamente überwacht, um seltene Nebenwirkungen oder Langzeitwirkungen zu identifizieren, die in den vorangegangenen Phasen eventuell noch nicht erfasst wurden.3, 4
Aktuelle News aus der Pharmaforschung
eHealth: Digitalisierung ist kein „Nice-to-Have“
Nur wenn es gelingt, das deutsche Gesundheitssystem zu digitalisieren, wird eine gute und flächendeckende Versorgung von Patient:innen auch in Zukunft möglich sein. Die Digitalisierung ist gleich aus mehreren Gründen „der Generalschlüssel für eine innovative Medizin.“ Auf der Herbstarbeitstagung von Vision Zero diskutierten Expert:innen darüber. Der Tenor war klar: Digitalisierung ist kein Nice-to-, es ist ein absolutes Must-Have.
„Sind die hohen Preise für Medikamente in Deutschland fair?“
Der AOK-Bundesverband und das Wissenschaftliche Institut der AOK (WIdO) wollen mit ihrem „Arzneimittel-Kompass 2025“ beleuchten, ob „die hohen Preise für Medikamente in Deutschland fair“ sind. Diese Frage macht eine seriöse Auseinandersetzung mit dem Thema kaum möglich. Das ist alles andere als fair gegenüber den Menschen in der Bundesrepublik, findet Pharma Fakten-Redakteurin Alina Massari.
Sepsis-Maßnahmen: Qualität senkt Sterblichkeit
Sepsis ist ein medizinischer Notfall – jedes Jahr erleiden in Deutschland 230.000 Menschen eine so genannte Blutvergiftung, 85.000 Menschen sterben an den Folgen. Damit gibt es in deutschen Krankenhäusern mehr Todesfälle durch Sepsis als durch Herzinfarkte und Schlaganfälle. Doch warum ist das so? Und wie lässt sich Sepsis erkennen, behandeln oder verhindern? Darüber – und weshalb es Grund zur Hoffnung gibt – haben wir mit Dr. Matthias Gründling gesprochen. Er leitet das Qualitätsmanagementprojekt SepsisDialog und ist Leiter der Arbeitsgruppe Klinische Sepsisforschung der Klinik für Anästhesiologie der Universitätsmedizin Greifswald.
Zulassung Medikamente: rechtliche Hürden
Bevor ein neues Medikament auf den Markt kommt, muss es zugelassen werden. Das bedeutet: Ein pharmazeutisches Unternehmen beantragt die behördliche Erlaubnis, das Arzneimittel zu vertreiben. Voraussetzung für eine Zulassung ist der Nachweis, dass das Medikament von hoher Qualität ist, wirksam gegen die vorgesehene Erkrankung hilft – und gleichzeitig ein vertretbares Risiko aufweist. Denn nur wenn der Nutzen die potenziellen Risiken überwiegt, darf ein Medikament überhaupt in Verkehr gebracht werden.
Die folgenden Behörden spielen eine Rolle mit Blick auf Zulassungen:
- EMA – die Europäische Arzneimittel-Agentur
- BfArM – das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte
- PEI – das Paul-Ehrlich-Institut (vorrangig bei der Zulassung von Impfstoffen)
Die Behörden prüfen, ob die internationalen Studienstandards eingehalten wurden und ob die Ergebnisse zuverlässig und aussagekräftig sind.
Auch wird auf eine kontinuierliche Arzneimittelsicherheit (Pharmakovigilanz) geachtet, um sicherzustellen, dass seltene Nebenwirkungen oder langfristige Risiken frühzeitig erkannt werden.5, 6
Die meisten Arzneimittel werden in einem zentralisierten Verfahren zugelassen. Auf Basis von nur einem Zulassungsantrag ermöglicht es die Zulassung in allen Mitgliedstaaten des Europäischen Wirtschaftsraumes (EWR). Die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) übernimmt die wissenschaftliche Bewertung des Präparates und spricht im besten Fall eine Zulassungsempfehlung aus. Nationale Behörden wie BfArM und PEI sind in diesem Prozess beteiligt. Die eigentliche Zulassung erfolgt dann durch die Europäische Kommission.13, 14, 15
In Deutschland gilt: Neue Arzneimittel sind unmittelbar nach Zulassung erstattungsfähig – die nationale Zusatznutzenbewertung und darauf basierende Preisverhandlung zwischen Pharmaunternehmen und dem Spitzenverband der Gesetzlichen Krankenversicherung finden nachgelagert statt. Seit 2011 ist das Arzneimittelmarktneuordnungsgesetz (AMNOG) in Kraft: Es regelt, dass sich der Preis eines neu zugelassenen Medikaments am Zusatznutzen gegenüber bereits erhältlichen Medikamenten orientieren soll.
Interessant zu wissen: Der Bundestag hat das Medizinforschungsgesetz verabschiedet. Damit soll Deutschland als Standort für medizinische Forschung international wieder wettbewerbsfähig werden.
Exkurs Geschichte: Wer hat das erste Medikament erfunden?
Die Frage nach dem ersten Medikament der Welt lässt sich pauschal nicht beantworten, denn die Nutzung von Arzneimitteln begann nicht abrupt. Stattdessen handelt es sich um einen generationenübergreifenden Prozess, der bereits in prähistorischen Zeiten mit der Nutzung von Heilpflanzen seinen Anfang nahm. Neue Erkenntnisse in der Chemie führten insbesondere im 19. Jahrhundert zur Entdeckung wichtiger Wirkstoffe – beispielsweise extrahierte Friedrich Sertüner im Jahr 1804 erstmalig einen Wirkstoff aus einer Pflanze: das Schmerzmittel Morphin. Nimmt man die moderne Medizin in den Blick, gilt die Entdeckung und spätere Entwicklung von Penicillin durch den schottischen Bakteriologen Alexander Fleming im Jahr 1928 als Meilenstein. Diese Entdeckung führte in den 1940er Jahren zur breiten Anwendung von Penicillin als Antibiotikum und markierte den Beginn der modernen Ära der systematischen Wirkstoffentwicklung.7, 8
Wie entsteht ein neues Medikament? – Von der Idee bis zur Therapie
Die Entwicklung von Medikamenten ist ein hochkomplexer Prozess, der wissenschaftliche Innovationen und eine interdisziplinäre Zusammenarbeit erfordert. Von der ersten Idee bis zur Marktzulassung durchläuft jedes potenzielle Arzneimittel zahlreiche Prüfungen, die sowohl die Wirksamkeit als auch die Sicherheit für Patient:innen gewährleisten sollen. Darüber hinaus ist der Weg vom Molekül zum Medikament nicht nur von wissenschaftlichen Herausforderungen geprägt, sondern auch von ethischen und wirtschaftlichen Fragestellungen11, die die Zukunft der modernen Medizin mitgestalten. Letztendlich zeigt sich, dass Fortschritte in Forschung und Technologie die Arzneimittelentwicklung stetig verbessern – und damit die Chance erhöhen, neue Therapien für bislang schwer oder gar nicht behandelbare Erkrankungen zu finden.
Weitere Meilensteine der Medizin
Wie innovative Medikamente unser Gesundheitssystem entlasten
Das deutsche Gesundheitssystem steht vor großen finanziellen Herausforderungen: Die Ausgaben steigen kontinuierlich, unter anderem getrieben durch eine alternde Bevölkerung, systematische Ineffizienzen (Stichwort: überbordende Bürokratisierung), mangelnde Prävention sowie steigende Kosten etwa für Gehälter, Material und Technik.
Wie klinische Studien medizinischen Fortschritt ermöglichen
Klinische Studien sind das Fundament medizinischer Innovation. Denn: Ohne sie blieben neue Medikamente und Therapien ungetestet und somit unsicher. Klinische Studien gewährleisten eine engmaschige wissenschaftliche Überprüfung und verbessern dadurch nicht nur die Versorgung von Patient:innen, sondern eröffnen zugleich ganz neue Perspektiven für bislang unheilbare Erkrankungen. Doch wie genau tragen klinische Studien zum medizinischen Fortschritt bei, wie ist ihr Ablauf und warum sind sie unverzichtbar für die Gesundheitsversorgung von morgen?
Von Nanorobotern bis hin zu smarten Medikamenten: Nanotechnologie in der Medizin
Die moderne Medizin steht an einem Wendepunkt. Mit der Nanotechnologie eröffnen sich völlig neuartige Möglichkeiten in der Diagnostik sowie in der zielgerichteten Therapie von Krankheiten. Doch was genau ist eigentlich Nanotechnologie, in welchen Bereichen kommt sie bereits heute zum Einsatz und mit welchen Chancen und Herausforderungen ist sie verbunden?
Quellen:
- https://klinischeforschung.novartis.de/patienten/allgemeines-zu-klinischen-studien/entwicklung-von-medikamenten/
- https://www.vfa.de/de/forschung-entwicklung/pharmaforschung/so-entsteht-ein-medikament.html
- https://klinischeforschung.novartis.de/patienten/allgemeines-zu-klinischen-studien/untersuchung-am-menschen/
- https://de.wikipedia.org/wiki/Arzneimittel#Klinische_Pr%C3%BCfung
- https://de.wikipedia.org/wiki/Arzneimittelzulassung
- https://gesund.bund.de/arzneimittel-zulassung
- https://de.wikipedia.org/wiki/Arzneimittel#18._bis_20._Jahrhundert
- https://pharmaoffer.com/de/blog/10-people-who-changed-the-world-of-medicine-and-drugs/
- https://pharma-fakten.de/kommentare/neue-arzneimittel-kostendaempfung-durch-innovationsfoerderung/
- https://pharma-fakten.de/news/klinische-studien-forschung-an-den-arzneimitteln-von-morgen/
- https://pharma-fakten.de/news/arzneimittel-der-preis-der-preisregulierung/
- https://www.vfa.de/de/forschung-entwicklung/pharmaforschung/so-entsteht-ein-medikament.html
- https://www.vfa.de/de/gesundheit-versorgung/gesundheitspolitik/spezielle-zulassungswege-schnell-erklaert
- https://www.pei.de/DE/regulation/zulassung-human/zulassungsverfahren/zv-node.html
- https://www.bfarm.de/DE/Arzneimittel/Zulassung/Zulassungsverfahren/Zentralisiertes-Verfahren/_node.html