Personalisierte Medizin - heute schon die Medizin von morgen
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September 2011 Jahrgang 53
Personalisierte Medizin –
heute schon die
Medizin von morgen
In Zusammenarbeit mit
Zeitbild Wissen 1
Inhalt
Ein Wirkstoff wandert durch den Körper 4 Fotostory: „Kommt ein Mann zum Arzt ...“ 18
Entwicklungszyklus eines Medikaments: Interview: Die Zukunft der
Von der Idee zur Therapie 6 personalisierten Medizin 20
Die Wirksamkeit von Arzneimitteln 8 Der gläserne Mensch:
Durchsichtig für alle und jeden? 22
Keine Wirkung ohne Nebenwirkung? 9
Arbeitsblätter 24
Was macht einen Menschen medizinisch
zu einem Individuum? 10 Lösungshinweise 29
Literatur und Links 30
Individueller behandeln mit
personalisierter Medizin 13 Personalisierte Medizin von A – Z 31
Wo personalisierte Medizin helfen kann 16 Impressum 32
Didaktische Empfehlungen für Lehrkräfte
Hinweise zum Einsatz der Materialien im Unterricht
Warum reagieren Menschen mit den Genetik können darüber hinaus-
gleichen Krankheiten so verschieden gehend aktuelle Trends in der
auf eine identische Behandlung? Erforschung von Wirksamkeit und
Diese Leitfrage ist Kern der persona- Verträglichkeit von Arzneimitteln
lisierten Medizin, die das vorliegende in den Unterricht integriert werden.
Unterrichtsmagazin mit Beispielen Die Schülerinnen und Schüler
aus der Praxis behandelt. erfahren, wie genetische Diagnose-
verfahren helfen, individuelle
Obwohl die personalisierte Medizin
Therapiekonzepte zu erstellen.
in der medizinischen Forschung
seit einigen Jahren im Fokus steht, Fünf Arbeitsblätter am Ende des
wurde dieses Thema bislang kaum Magazins vertiefen die behandelten
für den Biologieunterricht aufbereitet. Themen und bieten zielgerichtet
Das vorliegende Zeitbild Wissen Zugänge, die das Verständnis
„Personalisierte Medizin – heute der personalisierten Medizin
schon die Medizin von morgen“ ermöglichen. Zahlreiche Abbildungen
richtet sich vor allem an Schülerinnen und unterschiedliche Aufgaben
und Schüler in den Grund- und regen die Schülerinnen und Schüler
Leistungskursen der Oberstufe. zu einer selbstständigen und diffe-
Anknüpfend an die Lehrplaninhalte renzierten Auseinandersetzung mit
in den Bereichen Stoffwechsel und dem Thema an.
2 Zeitbild Wissen
Personalisierte
Medizin – was ist das?
Personalisierte oder individualisierte Medizin ist derzeit in aller Munde
und steht für einen gegenwärtigen Trend in der Medizin. Personalisierte
Medizin weckt bei Wissenschaftlern, Ärzten, Krankenkassen sowie bei
Patienten gleichermaßen hohe Erwartungen. Selbst die Politik verspricht
sich von der personalisierten Medizin Einsparungen im Gesundheits-
wesen. Patientenverbände setzen ihre Hoffnungen auf die kürzlich ins
Leben gerufene Gesellschaft für Personalisierte Medizin in Europa
(EPEMED, European PErsonalised MEDicine).
Ein wesentliches Schwerpunktthema der personalisierten Medizin ist
die Pharmakogenomik. Darunter wird verstanden, dass individuelle
Erbanlagen für die Entstehung einer Krankheit wichtig sein können
(sog. Suszeptibilitätsfaktoren) sowie das Ansprechen einer Arzneimittel-
therapie und/oder unerwünschte Arzneimittelnebenwirkungen infolge
einer Therapie durch genetische Faktoren beeinflusst werden. Insgesamt
erhofft man sich so durch pharmakogenomische Forschung wesentliche
Impulse für eine innovative zukünftige Arzneimittelentwicklung und
für eine verbesserte Anwendung von Medikamenten. Damit soll erreicht
werden, dass Patienten in Zukunft eine individuelle, maßgeschneiderte
Therapie erhalten bzw. individualisierte Therapieansätze erarbeitet
werden und der Leitsatz „Das richtige Medikament für den richtigen
Patienten in der richtigen Dosierung“ Realität wird. Engstens mit
diesen Zielen verbunden ist ein besseres Verständnis von molekularen
und biologischen Abläufen, die ein Grundwissen in den unterschiedlichs-
ten Bereichen von Wissenschaft und klinischer Medizin voraussetzen.
Das vorliegende Zeitbild Wissen soll einen ersten Beitrag dazu leisten,
verschiedene Aspekte aus Molekular- und Zellbiologie, Stoffwechsel sowie
Genetik in gut verständlicher Weise aufzubereiten und in das übergeord-
nete Konzept der personalisierten Medizin einzuordnen. Dies ist wichtig,
da in Zukunft personalisierte Medizin und damit medizinische Genom-
forschung auch in Deutschland eine noch größere Bedeutung finden wird,
da auch von politischer Seite für die kommenden Jahre Fördermaßnah-
men geplant sind, um neue Forschungsstrategien zur individualisierten
Medizin zu entwickeln und eine leistungsstarke Versorgungsforschung
aufzubauen. Dabei stehen Gesundheitsforschung sowie die Biotechno-
logie im Fokus dieser Hightech-Strategie (www.hightech-strategie.de).
Prof. Dr. Matthias Schwab
Leiter des Instituts für Klinische Pharmakologie in Stuttgart,
Forschungsschwerpunkt Pharmakogenomik
Zeitbild Wissen 3
Ein Wirkstoff wandert
durch den Körper
Wirkstoffe durchlaufen verschiedene Stationen im Körper, bis sie die
beabsichtigte Wirkung erzielen und schließlich wieder ausgeschieden
werden. Individuelle Unterschiede bei Verteilung und Metabolisierung
der Wirkstoffe spielen eine wichtige Rolle bei der Therapieplanung im
Rahmen der personalisierten Medizin.
Besonders viele Stationen durchlau- rende zum Cytochrom-P450-System Ein radioaktiver Wirkstoff
fen Wirkstoffe aus Medikamenten (CYP) gehören, während andere zirkuliert im Blut (0 min)
und wird in der Folgezeit
zum Schlucken, wie etwa Tabletten, Enzyme z. B. Glucuronsäure an die über Niere und Blase
Kapseln oder Trinklösungen. Das soll Wirkstoffe koppeln (was ihre Wasser- ausgeschieden. Der Vor-
hier anschaulich werden am Beispiel löslichkeit steigert). gang wurde mit einem
einer Tablette. PET-Ganzkörperscanner
Nach der ersten Leberpassage werden aufgezeichnet. Viele
Nach dem Schlucken erreicht die die Wirkstoffmoleküle mit dem Blut Wirkstoffe verlassen den
Körper auf gleiche Art.
Tablette zunächst den Magen, wo sie nach Passieren von großer Hohlvene,
sich auflöst und den Wirkstoff frei- rechtem Herz, Lunge, linkem Herz und
setzt. Dieser wird in den Dünndarm Aorta über den Blutstrom im ganzen 0–5 min
transportiert, passiert die Darm- Körper verteilt. Sind sie nicht gut
schleimhaut und gelangt in deren wasserlöslich, lassen sie sich von den
Blutkapillaren. Über die Pfortader, Bluteiweißen wie Plasmaalbumin Organ vorkommen und die eine Rolle
in die alle Venen des Dünndarms tragen. Sie reichern sich dann auch im Krankheitsgeschehen haben. Sie
münden, wird der Wirkstoff sodann bevorzugt in fettreichen Geweben an können aber auch im Blutplasma
zur Leber transportiert. Dort haben und stehen außerhalb davon nur in vorliegen (wie beispielsweise die
die Leberzellen erstmals Gelegenheit, verminderten Konzentrationen zur Gerinnungsfaktoren).
ihn zu metabolisieren, also chemisch Verfügung. Gelangen Wirkstoff-
Sobald die Wirkstoffmoleküle in der
zu verändern. Wird hierdurch der moleküle auf diese Weise erneut in
Blutbahn sind, beginnt auch schon
größte Teil der Wirkstoffmoleküle die Leber, sind sie wieder der Meta-
ihre Ausscheidung. Gut wasserlösliche
inaktiviert, spricht man von einem bolisierung ausgesetzt. Aber auch
Wirkstoffe (oder ihre Metaboliten)
„ausgeprägten First-Pass-Effekt“; Enzyme in der Lunge oder im Blutplas-
verlassen den Körper bevorzugt über
er muss bei der Medikamenten- ma können Wirkstoffe metabolisieren.
die Nieren und die Harnwege. Eher
Dosierung berücksichtigt werden.
Aus dem Blut können die Wirkstoffe fettlösliche werden von der Leber dem
Metabolisiert werden können Wirk- auch allerorts in die Interstitial- Blutplasma entzogen und in die Galle
stoffe von verschiedenen Leber- flüssigkeit wechseln und so alle Zellen überführt, die über den Darm und den
enzymen, von denen einige oxidie- erreichen. Nur in Gehirn, Rückenmark Kot den Körper verlässt.
und Hoden gibt es besonders abge-
Bei der Entwicklung eines Medika-
dichtete Gefäßwände, die die meisten
ments müssen alle genannten Pro-
Wirkstoffe nicht durchlassen. Man
zesse bedacht werden. Und darüber
Hinweis Arbeitsblatt 1 spricht von Blut-Hirn-Schranke bzw.
hinaus ist zu berücksichtigen, dass
Blut-Hoden-Schranke.
Die Schülerinnen und Schüler jeder Transport-, Verteilungs- und
vertiefen die Metabolisierer- Wo die Wirkstoffmoleküle schließlich Verstoffwechslungsprozess individuell
Phänotypen und kommen einen Effekt erzielen, hängt allein unterschiedlich schnell abläuft bzw.
auf die Spur der individuell davon ab, wo sie auf passende mole- unterschiedlich stark ausgeprägt ist.
unterschiedlichen Wirksamkeit kulare Bindungspartner treffen – ihre Dazu tragen genetische Unterschiede
von Medikamenten, eines Targets: Meist sind das Moleküle einer bei den Metabolisierungsenzymen
zentralen Aspekts der perso- bestimmten Enzym- oder Rezeptoren- ebenso bei wie beispielsweise der
nalisierten Medizin. art, die nur in dem zu behandelnden Körperfett-Anteil.
4 Zeitbild Wissen
20–25 min 45–50 min 120–125 min 240–245 min
Die vier Metabolisierer-Phänotypen
willkürlich am Maximum beim PM kalibriert.
100
relative Einheiten. Die 100 % wurden dabei
Wirkstoffkonzentration im Blutplasma /
Starke Nebenwirkungen
Die Unterschiede in der Konzentration und Verweildauer eines 75
Wirkstoffs im Körper eines Patienten sind abhängig von der
individuellen Enzymausstattung. Eine wichtige Rolle spielen 50
PM
dabei u. a. die Cytochrom-P450-Enzyme, die den Abbau vieler Therapeutisches Fenster
Wirkstoffe katalysieren. Sind sie oder andere Abbauenzyme
25 IM
verändert oder nur geringgradig exprimiert, kann das erheb-
Unwirksam EM
liche Auswirkungen auf die Wirksamkeit von Medikamenten
UM
haben. Vier Metabolisierungstypen werden unterschieden: 0
0 4 8 12
Zeit/Stunden nach Einnahme
Normaler Metabolisierer
(Extensive Metabolizer, EM)
Angaben zur Dosierung und Einnahmehäufigkeit von Wirk- Langsamer Metabolisierer
stoffen sind in der Regel auf Patienten mit normaler bis leicht (Poor Metabolizer, PM)
schneller Enzymtätigkeit abgestimmt. Mit einer normalen Wirkstoffe werden nur langsam metabolisiert. Deshalb können
Dosis wird bei ihnen eine Konzentration im Blutplasma bei normaler Dosierung verstärkt Nebenwirkungen bis hin
(Spiegel) erreicht, die sich längere Zeit innerhalb des „thera- zu Vergiftungen auftreten, da es ab der zweiten Einnahme zu
peutischen Fensters“ bewegt (also hoch genug für die überhöhten Wirkspiegeln kommt.
Wirkung, aber nicht hoch genug für inakzeptable Neben-
Ultraschneller Metabolisierer
wirkungen ist), ehe sie unter die Wirksamkeitsschwelle fällt.
(Ultra Rapid Metabolizer, UM)
Eingeschränkter Metabolisierer Wirkstoffe werden sehr schnell abgebaut. Hier besteht die
(Intermediate Metabolizer, IM) Gefahr, dass sie deshalb nur eine sehr kurzfristige, eine geringe
Wirkstoffe werden verlangsamt verstoffwechselt. Bei normaler oder gar keine therapeutische Wirkung erzielen.
Dosierung ist die Wirkdauer verlängert, Nebenwirkungen
sind wahrscheinlicher. Ab der zweiten Einnahme drohen Ein Patient kann für den einen Wirkstoff ein normaler Metabolisie-
dauerhaft Wirkspiegel oberhalb des therapeutischen Fensters. rer und für einen anderen z. B. ein langsamer Metabolisierer sein.
Zeitbild Wissen 5
Entwicklungszyklus eines Medikaments
Von der Idee zur Therapie
Bei welchen Krankheiten besteht Bedarf für ein neues Medikament? Haben sich durch neue Forschungserkenntnisse
die Chancen auf ein wirksameres Medikament verbessert? Oder lässt sich ein Medikament finden, das weniger
Nebenwirkungen aufweist als die bisherigen? Erst wenn diese und andere Fragen geklärt sind, beginnt die Forschung
für ein neues Arzneimittel. Die Entwicklung eines Medikaments läuft in verschiedenen Phasen ab und dauert
im Schnitt mehr als dreizehn Jahre. Sie wird von den zuständigen Behörden überwacht und muss strengen Regularien
genügen, um eine größtmögliche Arzneimittelsicherheit zu gewährleisten.
Gesucht: Ein neues Medikament Eine Art Partnersuche
Bei vielen Krankheiten gibt es noch keine oder keine Kennt man das Target, wird ein Profil des potenziellen
wirklich hilfreiche Therapie. Dies ist für Forscher eine Wirkstoffs erstellt. Beim sogenannten Screening werden
große Herausforderung, um ein wirksames Medikament ein bis zwei Millionen Substanzen versuchsweise mit
zu entwickeln: Die Arbeit beginnt. den Targetmolekülen zusammengebracht. Kommt
zwischen einer Substanz und dem Target eine Bindung
zustande, spricht das für eine mögliche Wirkung. Dieses
erfreuliche Ergebnis nennt man Hit.
Wo ansetzen?
Zunächst müssen Pharmaforscher herausfinden, an
welcher Stelle das Krankheitsgeschehen beeinflusst werden Von der Möglichkeit zum Wirkstoffkandidaten
kann. Man sucht dabei einen Ansatzpunkt (Target): Diese Hits geben Forschern wichtige Hinweise darauf,
Dies ist ein körpereigenes Molekül, das durch den Wirkstoff wie eine Substanz beschaffen sein muss, um an ein Target
so beeinflusst werden könnte, dass hierdurch die Erkran- zu binden. Auf Basis dieser Kenntnisse werden dann neue
kung geheilt, ihr Fortschreiten hinausgezögert wird oder Substanzen synthetisiert und ihre Wirkung getestet.
damit einhergehende Beschwerden gelindert werden.
Bei einer Infektionskrankheit wiederum sucht man nach
Targets im Erreger selbst, um z. B. Bakterien abzutöten.
6 Zeitbild Wissen
Thema mit vielen Variationen Phase-II-Studien: Studien mit wenigen Kranken
Zeigen erste Substanzen ansatzweise Wirkung, werden Nun wird ein potenzielles Arzneimittel mit Patienten
von ihnen – auch gestützt auf Einsichten aus Computer- untersucht: Etwa 100 bis 500 von einer bestimmten
simulation – Varianten hergestellt und getestet. Die besten Erkrankung Betroffene nehmen freiwillig nach umfassen-
Substanzen werden wiederum modifiziert und getestet, der Aufklärung an den Studien teil. Damit man Wirksam-
modifiziert und getestet ... bis es ein paar Substanzen keit und Verträglichkeit gut bewerten kann, erhält ein Teil
mit so guten Testergebnissen gibt, dass sie als Wirkstoff der Patienten eine schon zugelassene Vergleichsbehand-
verwendet werden könnten. lung oder ein Scheinmedikament ohne Wirkung (Placebo).
Tests auf Wirkung und Verträglichkeit Phase-III-Studien: Studien mit vielen Kranken
Die wirksamste Substanz nützt nichts, wenn sie nicht Schließlich wird das Medikament – wieder vergleichend –
auch verträglich ist. Deshalb werden aussichtsreiche mit mehreren tausend Patienten in vielen Ländern erprobt.
Wirkstoff-Kandidaten zunächst in Zellkulturen und dann Dabei werden Wirksamkeit, Verträglichkeit und Wechsel-
im Tierversuch auf ihre Giftigkeit (Toxizität) untersucht. wirkungen mit anderen Medikamenten untersucht.
Nur was auch hier die Proben bestanden hat, wird weiter
untersucht.
Phase-I-Studien: Vom Reagenzglas in den Körper Prüfung der Zulassungsstellen
In dieser Studienphase wird der Wirkstoff mit freiwilligen Die Zulassungsbehörden prüfen nun die Ergebnisse der
Probanden – also gesunden Menschen – untersucht. Man durchgeführten Labor-, Tier- und Human-Studien zu
prüft, wie der Wirkstoff durch den Körper wandert, wie sich Wirksamkeit, Verträglichkeit und zur technischen Qualität
geringe Mengen des Wirkstoffs auf den Körper auswirken (z. B. Reinheit) des Medikaments. Wird dies alles für gut
und ab welcher Dosierung sie unerwünschte Wirkungen befunden, erhält das Medikament die Zulassung und der
(Nebenwirkungen) verursachen. Hersteller bringt es auf den Markt.
Immer unter Kontrolle
Geleitschutz und Türöffner Ärzte können ihren Patienten das Medikament nun
Der Wirkstoff muss noch in eine bestimmte Darreichungs- verordnen. Die Packungsbeilage wird vom Hersteller
form eingebettet werden, um als Arzneimittel eingesetzt laufend aktualisiert, um z. B. auf neu entdeckte Neben-
werden zu können. Sie gibt ihm Geleitschutz (z. B. gegen oder Wechselwirkungen hinzuweisen. Die Studien und das
die Magensäure) oder öffnet ihm Türen (macht z. B. die Zulassungsverfahren zur Anwendung des Medikaments
Haut wirkstoffdurchlässig). Gängige Darreichungsformen bei Kindern und Jugendlichen erfolgen in der Regel etwas
sind Tabletten, Kapseln, Salben, Trink- und Injektions- zeitversetzt. Könnte das Medikament bei weiteren Erkran-
lösungen, Sprays und Wirkstoffpflaster. kungen helfen, werden neue klinische Studien begonnen.
Zeitbild Wissen 7
Das Enzym Thrombin (hier grün/braun dargestellt) ist ein
Gerinnungsfaktor im menschlichen Blut: Es erzeugt Fibrinfäden.
Hier hat sich ein Wirkstoff (weiß/rot/blau) ins aktive Zentrum
gebunden. Auf diese Weise wird die Aktivität des Thrombins
gehemmt und die Gerinnungsneigung des Blutes herabgesetzt.
Die Wirksamkeit von Arzneimitteln
Ein Arzneimittel soll eine Krankheit verhindern, heilen oder ihre Symptome lindern. Und das möglichst zuverlässig.
Dazu muss es im Körper eine gezielte Wirkung auf der Ebene der Moleküle entfalten.
Fast immer erzielt der Wirkstoff eines Diese Bindung erfolgt in der Regel ergibt, hängt von all den Prozessen
Medikaments seine Wirkung, indem nicht-kovalent (durch Ladungsan- ab, denen ein Wirkstoff im Körper
er sich an ein bestimmtes biologi- ziehung und hydrophobe Wechsel- ausgesetzt ist (der Pharmakokinetik).
sches Zielmolekül bindet; meist ein wirkungen) und reversibel, aber sehr Die Konzentration ändert sich auch im
bestimmtes Enzym oder ein Rezeptor. spezifisch. Der Wirkstoff bindet sich Zeitverlauf, und mit ihr die Wirksam-
also nur in geringem Maße auch an keit (siehe Diagramm links).
andere Moleküle.
All dies kann von Mensch zu Mensch
Der Wirkstoff ist dabei so gebaut, dass variieren. Glücklicherweise lässt sich
Hypoglykämische
Aktivität
er entweder an die funktionswichtigs- aber meistens ein „therapeutisches
Kurzwirksames Insulin
(modifizierte Sequenz)
te Stelle des Zielmoleküls andockt Fenster“ angeben: eine Einnahmedo-
Human-Insulin – etwa an das aktive Zentrum eines sis, die bei den meisten Patienten zu
Enzyms (s. Abbildung oben) oder die ausreichender Wirkung bei akzeptab-
Hormonbindungsstelle eines Rezep- len Nebenwirkungen führt.
tors – oder aber das Zielmolekül allos-
terisch beeinflusst. Die Aktivität des
Zielmoleküls erlischt daraufhin oder
wird gedämpft; in manchen Fällen
wird sie auch gesteigert.
Zeit (Stunden) Die Wirksamkeit ist abhängig von der Hinweis Arbeitsblatt 2
Beschaffenheit der Zielmoleküle: Sind Das Arbeitsblatt sensibilisiert
Die Grafik zeigt den typischen Wirkungs- diese mutiert, kann das die Bindung die Schülerinnen und Schüler
verlauf nach einer subkutanen Insulin- erschweren oder erleichtern. Die Wirk- für die dosis-abhängige
injektion auf den Glukosestoffwechsel.
samkeit hängt ferner von der Wirk- Wirksamkeit und Verträg-
Dazu wird die relative Glukosemenge, die
notwendig ist, um den Blutglukosespiegel stoffkonzentration am Ort der Ziel- lichkeit von Substanzen.
im Organismus nahe den Nüchternwerten moleküle ab. Pharmaforscher streben
zu halten, in Relation zur Zeit gesetzt. an, dass mikro- oder sogar nanomola-
re Konzentrationen genügen. Welche
Konzentration sich tatsächlich vor Ort
8 Zeitbild Wissen
Keine Wirkung
ohne Nebenwirkung?
„Wenn behauptet wird, dass eine Substanz keine Nebenwirkung zeigt, so besteht der dringende Verdacht, dass sie
auch keine Hauptwirkung hat“, wusste schon der 1946 bis 1972 in Mainz tätige Pharmakologe Gustav Kuschinsky.
Nebenwirkungen, auch Begleiterscheinungen oder unerwünschte Arzneimittelwirkungen genannt, lassen sich fast
nie vermeiden, aber sie werden nicht immer spürbar. Durch die richtige Anwendung können sie zudem minimiert
werden und bestimmen dann eine weitere Arzneimitteleigenschaft: seine Verträglichkeit.
Was der Anwender über ein Arznei- lich sein können. Deshalb wird in der von Abbauenzymen oder ein ineffi-
mittel wissen muss, wird vom Her- Packungsbeilage zu allen Medika- zienter Ausscheidungsprozess.
steller in enger Abstimmung mit den menten mit einer Häufigkeitsskala auf
Auch können durch mangelnde Spe-
zuständigen Behörden in der Packungs- möglicherweise auftretende Neben-
zifität eines Wirkstoffs andere pharma-
beilage nach definierten Kriterien wirkungen hingewiesen.
kologische Vorgänge beeinflusst und
zusammengefasst. Er beschreibt
Nebenwirkungen – nämlich aller- so Nebenwirkungen hervorgerufen
neben der Anwendung des Arznei-
gische Reaktionen – können in einer werden. Dies tritt beispielsweise auf,
mittels und seinen Gegenanzeigen
individuell erhöhten Empfindlichkeit wenn Rezeptoren, an die ein Wirkstoff
(also Faktoren wie Alter oder Vorer-
des Immunsystems gegenüber einer bindet, in mehreren Organen vorhan-
krankungen, bei denen ein bestimm-
Substanz begründet liegen. den sind oder der Wirkstoff an mehr
tes Medikament nicht angewendet
als einen Rezeptor-Subtyp bindet. Wei-
werden sollte) auch die bekannten
Nebenwirkungen können durch eine tere Nebenwirkungen können durch
Nebenwirkungen in Art und Häufigkeit.
Überdosierung bedingt sein. Dazu Interaktionen, also Wechselwirkungen,
Die meisten Nebenwirkungen treten kann es nicht nur durch übermäßige zustande kommen: Wechselwir-
jedoch nicht bei jedem auf, sondern Einnahme kommen, sondern auch kungen mit anderen Medikamenten,
nur bei einem kleinen Teil der dadurch, dass individuelle physiolo- Alkohol oder Nahrungsmitteln. So sind
Patienten. Fallen Nebenwirkungen gische Besonderheiten des Patienten bei mehr als 300 Arzneistoffen Wech-
nur schwach aus, bleiben sie sogar zu einer höheren Plasmakonzentra- selwirkungen mit Nahrungs- und
oft unbemerkt. Sie können aber auch tion des Wirkstoffs führen als Genussmitteln bekannt: Selbst Milch
überaus starke Symptome hervor- erwartet. Ursache dafür ist meist oder Grapefruitsaft setzen die Wirk-
rufen, die manchmal lebensbedroh- eine geringe Aktivität (oder ein Fehlen) samkeit mancher Medikamente herab.
Zeitbild Wissen 9
Was macht einen Menschen
medizinisch zu einem Individuum?
Vieles hat Einfluss darauf, ob ein Mensch gesund ist und bleibt oder erkrankt. Die meisten wichtigen Volkskrankheiten
beruhen auf einem sehr komplexen Zusammenspiel genetischer, umweltbedingter und auf den Lebensstil zurück-
zuführender Faktoren. Im Falle einer Erkrankung werden für eine optimale medizinische Behandlung die Lebensweise
sowie altersbedingte, geschlechtsspezifische und zunehmend genetische Besonderheiten berücksichtigt.
Lebensalter altersgemäßen Stoffwechsel ange-
Krankheiten verlaufen bei jüngeren passt sein. Säuglinge und Klein-
und älteren Patienten oft unter- kinder können auch keine Tabletten
schiedlich: So leiden Erwachsene schlucken und benötigen deshalb
weit schwerer unter Windpocken als andere Darreichungsformen.
Kinder; eine Gürtelrose hinterlässt
bei Senioren, anders als bei Jünge- Geschlecht
ren, meist monatelange Schmerzen. Dem „kleinen Unterschied“ wird
Keuchhusten ist für Erwachsene zunehmend große Aufmerksamkeit
lästig, für Neugeborene aber lebens- gewidmet. Genetisch und physio-
gefährlich. Maligne Tumore – logisch ist er aber – abgesehen vom
wiewohl im Alter immer häufiger Offensichtlichen – über weite Strecken
– wachsen bei alten Patienten lang- gering. So lassen sich auch die
samer als bei jungen. meisten Medikamente in gleicher
Medikamente müssen zum Erzielen
gleicher Wirkspiegel bei Senioren
oft niedriger dosiert werden als bei
Jüngeren. Denn im Alter lassen
Metabolisierung und Ausscheidung
durch Leber und Nieren nach.
Bei Kindern muss die Arzneimittel-
dosis nicht nur an die geringere
Körpergröße, sondern auch an den
10 Zeitbild WissenWeise bei beiden Geschlechtern
anwenden; nur wenige erfordern eine
Dosisanpassung. Beim Verordnen
müssen Ärzte aber berücksichtigen,
dass es zu Wechselwirkungen
zwischen der „Pille“ und anderen
Medikamenten kommen kann.
Manche Krankheiten betreffen weit
häufiger Frauen als Männer. Im
Falle der Osteoporose lässt sich das
auf Unterschiede im Sexualhormon-
system zurückführen, bei Auto-
immunkrankheiten wie rheuma-
toider Arthritis oder multipler Sklerose
sind die Gründe noch ungeklärt.
Umgekehrt haben Männer ein
höheres Risiko für Herzinfarkt.
30 bis 60 Millionen Basen, was ein bis
Lebensweise zwei Prozent des gesamten Erbguts
Nicht ohne Grund hat die Lebens- entspricht. Diese Varianzen betreffen
stilforschung einen festen Platz in der Mehrzahl nur einzelne Basen;
in der Medizin! Falsche Ernährung sie werden als SNPs (Single Nucleo-
kann Adipositas und Diabetes zur tide Polymorphisms, sprich „Snips“)
Folge haben, Tabak- und Alkohol- bezeichnet. SNPs finden sich mehr
konsum können Lunge und Leber oder weniger zufällig über das Genom
schädigen, Bewegungsmangel und verteilt alle 500 bis 1000 Basenpaare.
Stress fördern die Entstehung von Daneben gibt es in manchen Geno-
Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zu men auch Duplikationen von Sequenz-
viel ungeschützter Aufenthalt in abschnitten (und darin enthaltenen
der Sonne führt durch irreversible Genen), die andere Genome nicht
DNA-Schäden zu Hautkrebs. aufweisen. Man spricht von Copy
Die Beispiele zeigen, wie in Gesund- Number Variants (CNV).
heitsdingen der Lebensstil die gene- Ein Großteil dieser Variationen sind
tische Grundausstattung völlig über- medizinisch ohne Belang. Einige kön-
lagern kann. Spannende Antworten nen allerdings Ursache für – teilweise
auf die Frage nach dem Beitrag von sehr komplexe – Krankheitsbilder sein
Genen und Lebensweise liefert oder zumindest die Anfälligkeit für
übrigens die Zwillingsforschung. bestimmte Krankheiten erhöhen. So
ist das Risiko für Brustkrebs bei be-
Individuelle stimmten Varianten der Gene BRCA1
genetische Konstitution oder BRCA2 erhöht – nicht weil diese
Bis auf den Sonderfall der eineiigen Varianten Krebs auslösen, sondern
Zwillinge hat jeder Mensch eine indi- weil dadurch bestimmte krebshem-
viduelle Zusammensetzung an Gen- mende Mechanismen im Körper nicht
varianten. Es gibt also kein fest defi- richtig funktionieren.
niertes menschliches Genom, sondern
Andere Variationen in Genen haben
nur so etwas wie ein „Konsensgenom“.
Einfluss darauf, ob ein bestimmtes
Das Genom zweier beliebiger Per- Medikament wirken kann oder ver-
sonen unterscheidet sich an etwa tragen wird, weil die Genprodukte
Zeitbild Wissen 11Targets oder Abbauenzyme für den Erworbene Mutationen Mutationen neutral sind oder nur
Wirkstoff dieses Medikaments sind. Funktionseinbußen der betroffenen
Weil die DNA-Replikation nicht
Ein Test auf die Beschaffenheit der Zellen bewirken, führen Mutationen
ganz perfekt abläuft, bleibt es nicht
beiden Allele eines Patienten im in einigen die Zellvermehrung
bei den 60 Mutationen: Weitere
Rahmen der personalisierten Medizin regulierenden Genen (darunter Punkt-
Mutationen erwerben einzelne
erlaubt dann eine Vorhersage über mutationen und Amplifikationen)
Zellen und daraus hervorgehende
den Therapieerfolg. zu Krebs. Eine einzelne Mutation
Zellklone im Laufe des Lebens.
ist für die Entstehung von Krebs jedoch
Das Erbgut jedes Menschen setzt sich Betreffen sie Körperzellen und nicht
nicht ausreichend; vielmehr müssen
im Prinzip aus Teilen des Erbguts Keimbahnzellen, spricht man von
dazu mehrere Mutationen zusammen-
seiner Eltern zusammen. Doch weist somatischen Mutationen. Diese
kommen. Die Zahl der Mutationen
es einige Mutationen gegenüber werden an die nächste Generation
in den Krebszellen nimmt mit dem
dem auf, das jemand bei fehlerfreier nicht weitervererbt.
Fortschreiten der Krankheit zu. Eine
DNA-Replikation eigentlich von seinen Anschauliche Beispiele für solche Ursache dafür ist, dass bei Krebszellen
Eltern geerbt haben sollte. Einer somatischen Mutationen bieten der Mechanismus des programmier-
Untersuchung der Universität Utah nicht bräunende Stellen der Haut, ten Selbstmords (Apoptose) verloren
von 2011 zufolge sind es im Schnitt wie sie manche Menschen aufweisen geht, mit dem sich normalerweise
rund 60 Mutationen – 30 im mütter- (Vitiligo). Alle hellen Hautzellen sind genetisch schwer defekte Zellen selbst
lichen, 30 im väterlichen Erbe. Darin Nachfahren einer Stammzelle, die eliminieren. Einige dieser Mutationen
drückt sich aus, dass die DNA-Repli- durch eine Mutation die Fähigkeit können Zellen gegen die Wirkung
kation vor einer Zellteilung eben nicht zur Pigmentbildung verloren hatte. bestimmter Krebsmedikamente un-
völlig fehlerfrei abläuft. Während die meisten somatischen empfindlich machen.
SNPs: Kleiner Unterschied – große Bedeutung
SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) sind Stellen im Genom, Erbgut Schülerin Erbgut Schüler
an denen sich die DNA eines Teils der Menschheit vom Rest
in einem einzelnen Basenpaar unterscheidet. Solche Stellen ... GCCATTGC ... Single Nucleotide ... GCCTTTGC ...
finden sich rund alle 500 bis 1 000 Basenpaare, quer über
... CGGTAACG ... Polymorphism (SNP) ... CGGAAACG ...
das Genom verteilt. Meist wirken sie sich im Phänotyp nicht
aus. Manchmal sorgen sie jedoch für eine Abweichung in der
Aktivität oder im Expressionslevel eines Proteins; so auch im DNA wird abgelesen, ein Protein entsteht;
nebenstehenden Beispiel. bei der Schülerin das Protein A1, beim Schüler das Protein A2.
Beide werden mit dem Medikament Ixin® behandelt.
Protein A1 baut den Wirk- Protein A2 baut den Wirk-
stoff sehr rasch ab. Deshalb stoff durchschnittlich schnell
schlägt die Behandlung bei ab. Er kann vorher noch
der Schülerin nicht an. wirken. Bei diesem Schüler
schlägt die Behandlung an.
12 Zeitbild WissenIndividueller behandeln
mit personalisierter Medizin
So effektiv und so schonend wie Ärzte haben zu allen Zeiten versucht, Kernspintomographie. Darauf auf-
möglich behandeln – das ist das Ziel Therapien passend zu den indivi- bauend wurde die Therapie nach-
jedes Arztes. Mit personalisierter duellen Gegebenheiten des Patienten justiert, etwa die gewählte Dosis
Medizin, die immer mehr individuelle zu verordnen. Im Ergebnis beschränk- erhöht oder die Therapiedauer
Eigenheiten jedes Menschen te sich das allerdings häufig darauf, verlängert. Stellte der Arzt keinerlei
berücksichtigt, kann er sich ein eine möglichst genaue Diagnose Wirksamkeit fest, war eine Therapie-
Stück auf dieses Ziel zubewegen. der Krankheit zu stellen, dann ein umstellung die Konsequenz.
Personalisierte Medizin ist heute für diese Krankheit zugelassenes
noch mehr Konzept als Alltag, aber Medikament zu verordnen und Personalisierte Medizin bedeutet
es gibt Beispiele, wo Arzneimittel anschließend dessen Wirksamkeit demgegenüber, über die genaue
bereits erfolgreich „personalisiert“ und Verträglichkeit zu erfassen – im Diagnose hinaus möglichst viele der
eingesetzt werden. einfachsten Fall anhand von Berichten individuellen Gegebenheiten eines
des Patienten, aber auch aufwendiger Patienten von vornherein zu erfassen
mit Blut- und anderen Laborunter- und in die persönliche Therapiepla-
suchungen oder Bildgebung mittels nung einzubeziehen, sodass man hin-
Röntgenstrahlen, Ultraschall oder sichtlich Wirksamkeit, Verträglichkeit
Definition
„Personalisierte
Medizin“ bedeutet,
über die genaue
Krankheitsdiagnose
hinaus möglichst
viele individuelle
Gegebenheiten
eines Patienten in
die persönliche
Therapieplanung
einzubeziehen. Zu
diesen Gegeben-
heiten zählen ins-
besondere die Gene
des Patienten.
Zeitbild Wissen 13und passender Dosierung nicht länger
auf Versuch und Irrtum angewiesen
ist. Dazu nutzt die personalisierte
Medizin die Fortschritte in der mole-
kularen Medizin, insbesondere was
Gene und deren Expression betrifft.
Biomarker und
diagnostische Tests
Voraussetzung hierfür sind diagnos-
tisch erfassbare Eigenschaften
(Biomarker), von denen bekannt ist,
dass sie Hinweise auf die Wirksamkeit
oder Verträglichkeit eines Wirkstoffs
geben. In der Krebsmedizin sind das
meist bestimmte Gensequenzen
oder Oberflächenproteine der
Tumorzellen; sonst meist spezielle
Proteine, deren Konzentration im
Blutserum relevant ist, oder Gen-
sequenzen, für die der Patient homo-
oder heterozygot sein kann.
Für die Patienten mit unterschied-
lichen Biomarker-Resultaten sind
dann jeweils dazu passende Medika-
mente vorzuziehen oder unterschied-
liche Dosierungen des gleichen
als Gensequenzen in Betracht, etwa Der Impfstoff dient also nicht der
Medikaments zu verwenden.
aus menschlichem Blut bestimmbare Krebsvorbeugung, sondern ist ein
Identifiziert werden geeignete Laborwerte wie die seit Jahrzehnten Therapiebaustein. Studien zufolge
genbasierte Biomarker vor allem in medizinisch genutzten Leberwerte. lässt sich so das Leben vieler Patienten
sogenannten pharmakogenetischen mit fortgeschrittenem Prostatakrebs
Studien. Inzwischen finden bei Persönliche Medikamente? verlängern.
mindestens einem Fünftel aller Denkbar – und in einigen wenigen Viele Unternehmen und Forschungs-
Arzneimittel-Entwicklungsprojekte Fällen ebenfalls schon Realität – ist es einrichtungen arbeiten derzeit an
solche Studien statt. Vorrangig wird darüber hinaus, nicht nur die Medi- ähnlichen therapeutischen Krebsimpf-
untersucht, ob sich „Non-Responder“ kamentenauswahl, sondern sogar die stoffen. In einem Projekt werden die
– d. h. Patienten, die auf das Medi- Medikamente selbst so individuell zu nötigen, für den individuellen Tumor
kament nicht ansprechen – und machen wie eine Eigenblutspende. charakteristischen Proteine nicht
Patienten, bei denen das Medikament aus dem Tumorgewebe extrahiert,
So ist in den USA seit 2010 ein thera-
schwere Nebenwirkungen hervor- sondern im Labor gentechnisch nach-
peutischer Impfstoff zugelassen, der
ruft, durch genetische Eigenheiten produziert (in Tabakblättern!).
maßgeschneidert für jeden Prosta-
auszeichnen. Sind diese gefunden,
takrebspatienten einzeln hergestellt Nicht nur der Herstellungsaufwand
kann ein diagnostischer Test ent-
wird. Er enthält Proteine aus den für individuelle Medikamente ist
wickelt werden, der diese Eigen-
Tumorzellen des Patienten, die in enorm und ihr Einsatz dementspre-
heit(en) nachweist. Er kann bzw.
einer Zubereitung mit geeigneten chend zwangsläufig kostspielig. Auch
muss dann vor der Arzneimittel-
Hilfsstoffen das Immunsystem des hinsichtlich der Arzneimittelsicherheit
verordnung eingesetzt werden.
Patienten zum Angriff gegen im sind solche Medikamente Ausnahme-
Als Biomarker für die Personalisierung Körper nach einer Operation verblie- fälle: Denn normalerweise sind Medi-
kommen aber auch andere Faktoren bene Krebszellen mobilisieren können. kamente nur dann zulassungsfähig,
14 Zeitbild WissenDerzeit
20 Medikamente
Vom „personalisierten
Einsatz“ von Medikamenten
spricht man heute, wenn
vor deren Verordnung ein
Vortest auf bestimmte
Patienten-Eigenschaften
durchgeführt werden muss
oder dies von medizinischen
Fachgesellschaften
empfohlen wird; und das
Ergebnis dieses Vortests
gibt den Ausschlag, ob das
Medikament überhaupt
verordnet wird oder wie
es dosiert wird. In Deutsch-
land ist dies derzeit bei
20 Medikamenten der Fall
(siehe www.vfa.de/perso-
Mithilfe eines Genchips lässt sich nalisiert). Weitere
im Labor feststellen, mit welchen Medikamente im Tandem
Varianten der für den Medika-
mit korrespondierenden
mentenstoffwechsel relevanten
Gene ein Patient ausgestattet ist. Vortests dürften in Kürze
dazukommen.
wenn der Hersteller zeigen kann, dass Ein negatives Vortest-
er die Zusammensetzung in engen Ergebnis („Medikament nicht
Grenzen konstant hält, und wenn sich geeignet“) bedeutet natür-
Medikamente mit genau dieser defi- lich nicht, dass der Patient
nierten Zusammensetzung in Studien gar nicht behandelt wird,
mit Hunderten oder Tausenden von sondern veranlasst den
Patienten bewährt haben. Das zu zei- Arzt, für den Patienten ein
gen ist jedoch bei diesen individuellen anderes Medikament oder
Medikamenten schlicht unmöglich. eine andere Behandlungs-
möglichkeit auszuwählen.
Letztlich ist davon auszugehen, dass „Personalisiert“ ist also
individuelle Medikamente zwar ihren Hinweis Arbeitsblatt 3
eigentlich nicht das konkrete
Platz in der Medizin einnehmen, Ein Schaubild erläutert Medikament (viele andere
aber immer ein Sonderfall bleiben den Zusammenhang Patienten erhalten es ja
werden. Es ist wie beim Kleiderkauf: zwischen genetischen ebenfalls), sondern die
Ein maßgeschneidertes Designerteil Polymorphismen (SNPs) Therapieentscheidung.
kommt nur für die wenigsten Anlässe und der Anwendung
infrage, aber fast immer genügt es pharmakogenomischer
ja auch, unter den vorproduzierten Untersuchungen in der
Kleidungsstücken in Standardgröße medizinischen Diagnostik.
eins mit der individuell passenden Dazu finden sich Arbeits-
Konfektionsgröße auszuwählen. Das aufträge.
zweite Vorgehen entspricht dem der
personalisierten Medizin.
Wissen
ZeitbildWissen
Zeitbild 15
15Wo personalisierte
Medizin helfen kann
HIV
HIV-Infektionen werden mit einer Kombination
mehrerer Wirkstoffe behandelt. Oft ist
Abacavir einer davon. Er hemmt das virus-
eigene Enzym Reverse Transkriptase und somit
die Virenvermehrung. Fünf bis acht Prozent
aller Patienten reagieren aber auf Abacavir
mit einer schweren allergischen Reaktion.
Der Grund dafür liegt in einer genetischen
Variante des für Immunreaktionen relevanten
Gens HLA-B, und zwar ganz genau im Allel
HLA-B*5701. Seit 2008 wird daher anhand eines
Gentests vor einer Behandlung mit Abacavir
das Vorhandensein dieses Genmarkers aus-
geschlossen. Nur dann darf das Medikament
verabreicht werden.
Brustkrebs Ein Viertel aller Brustkrebspatientinnen hat ein
HER2-positives Mammakarzinom, eine besonders
aggressive Form der Erkrankung. Mit einem diag-
nostischen Test kann der für diese Erkrankung
spezifische Biomarker, eine übermäßige Bildung des
Wachstumsfaktor-Rezeptorproteins HER2, nach-
gewiesen werden. Diese ist die Folge einer somati-
schen Mutation in den Tumorzellen, nämlich einer
Duplikation des HER2-Gens. Medikamente, die an
HER2 ansetzen wie der Antikörper Trastuzumab oder
das chemisch-synthetische Lapatinib, bremsen die
Vermehrung der HER2-überexprimierenden Zellen
und damit Tumorwachstum und Metastasenbildung.
Hepatitis C Auch bei Hepatitis C kann die personalisierte
Medizin möglicherweise künftig zur Verbesserung
der Therapiechancen beitragen. Die genaue Sequenz
der beiden Allele des Gens IL28B beim Patienten gibt
Auskunft darüber, wie groß die Heilungschancen
bei einer Standard-Kombinationstherapie mit dem
Immunmodulator PEG-Interferon und dem Virus-
tatikum Ribavirin sind. Derzeit wird untersucht, was
sich daraus für die individuell optimale Behandlungs-
dauer und Wirkstoffdosierung ableiten lässt.
16 Zeitbild WissenOrgan-
transplantationen
Lungenkrebs Auch bei der häufigsten Lungenkrebs-
form, dem nicht-kleinzelligen Bronchial-
karzinom (NSCLC), hilft die personalisierte
Krebstherapie. Bei 10 bis 15 Prozent aller
NSCLC-Patienten in der westlichen Welt
weisen die Tumorzellen eine Mutation im
Gen für einen bestimmten Wachstums-
faktor-Rezeptor (EGFR) auf. Von diesen
Mit Azathioprin lassen sich Absto- Patienten sprechen drei Viertel auf die
ßungsreaktionen nach einer Organ- Therapie mit dem chemischen Wirkstoff
transplantation unterdrücken. Dabei Gefitinib an – verglichen mit nur einem
spielt das Enzym Thiopurinmethyltrans- Prozent aller Erkrankten ohne diese
ferase (TPMT) eine Rolle: Bei einer nied- Mutation. Vor Therapiebeginn mit
rigen TPMT-Aktivität (wie sie bei Teilen Gefitinib muss diese Mutation daher
unserer Bevölkerung gegeben ist) wird nachgewiesen werden.
Azathioprin langsamer abgebaut, was
bei voller Dosis das Risiko einer Kno-
chenmarkschädigung erhöht. Deshalb
geben Ärzte das Azathioprin entweder
einschleichend und achten auf Neben-
wirkungen oder führen vor der Thera-
pie einen TPMT-Aktivitätstest durch.
Deutet der Test auf eine unverminderte
Aktivität, kann das Azathioprin normal
dosiert werden, andernfalls wird es sehr
niedrig dosiert oder eine alternative
Therapie eingeleitet.
Chronisch myeloische Leukämie (CML)
Die meisten CML-Patienten haben in ihrem Knochenmark und
im Blut Leukozyten bzw. Vorläuferzellen von ihnen mit einem
anomalen Chromosom, das durch eine Translokation entstan-
den ist: das Philadelphia-Chromosom. Ein an der Fusionsstelle
neu formiertes Gen bildet ein Protein (im Bild grün), das die
unkontrollierte Teilung der Zelle auslöst. Im Verlauf der Erkran-
kung kann es zum vollständigen Versagen der Immunabwehr
kommen. Die daraus resultierende ungebremste Vermehrung
der Leukämiezellen lässt sich mit Imatinib (im Bild rot), Nilo-
tinib oder Dasatinib blockieren. Auch hier liefern eine Chro-
mosomenanalyse oder ein Gentest wichtige Informationen:
90 Prozent der Patienten, bei denen sich diese folgenschwere
Translokation nachweisen lässt, sprechen auf Imatinib an und
haben eine sehr viel bessere Überlebensrate. Nilotinib und
Dasatinib sind darüber hinaus auch dann wirksam, wenn das
Fusionsgen bestimmte Mutationen aufweist.
Zeitbild Wissen 17„Kommt ein Mann zum Arzt ...“
Personalisierte Medizin in der Praxis
Der Arzt untersucht
ihn gründlich ...
... und nimmt
ihm auch Blut
ab.
Ein Mann kommt zum Arzt und
schildert seine Beschwerden.
„Gegen Ihre Krankheit gibt es mehrere Medikamente“, erklärt der Arzt.
„Das wirksamste davon wird leider nicht von jedem vertragen. Aber ein
Im Labor wird aus der Blutprobe des
Gentest wird zeigen, ob es für Sie in Betracht kommt.“
Patienten die DNA gewonnen und
darin insbesondere ein einzelnes, für
die Verträglichkeit des Medikaments
relevantes Gen analysiert.
18 Zeitbild WissenEine Elektrophorse zeigt schließlich die Gen-
beschaffenheit: Für den Patienten (Spur 1)
ergibt sich das gleiche Bandenmuster wie bei
anderen Menschen, die das Medikament gut Dieses Ergebnis erhält anderntags auch der Arzt.
vertragen (Spur +), und nicht wie bei solchen,
die es schlecht vertragen (Spur -). Bei M ist ein
Molekulargewichtsmarker zu sehen.
„Der Test zeigt, „Wenn Sie
dass Sie das einverstanden
Medikament ver- sind, werde ich
tragen können!“, es Ihnen jetzt
berichtet der Arzt verschreiben.“
dem erleichter-
ten Patienten.
Zu Hause beginnt der Patient,
das Medikament einzunehmen.
Einige Tage später geht es ihm schon wieder
besser. Unangenehme oder gar problematische
Nebenwirkungen sind ausgeblieben.
Zeitbild Wissen 19Die Zukunft der
personalisierten Medizin
Zeitbild Wissen sprach mit Dr. Wolfgang Plischke, dem Vorsitzenden des Verbands
der forschenden Pharma-Unternehmen (vfa) und Forschungsvorstand Bayer AG
Wird die personalisierte Medizin soll. Da sind Gentests längst allgemein
den Medikamentenmarkt revolu- anerkannt und gutgeheißen! In der
tionieren oder eher ein kleiner, feiner personalisierten Medizin benutzt
Bereich sein, der viel Forschungs- man Gentests, um zu prüfen, ob ein
aufwand erfordert und überaus Medikament für einen Patienten
kostspielig ist? Und wer legt fest, besonders gut geeignet ist. Auch das
was prioritär für die personalisierte ist etwas Positives, nützt dem Pa-
Medizin entwickelt wird? tienten und natürlich dem, der diese
Personalisierte Medizin ist darauf spezielle Therapie bezahlen muss. Ich
angelegt, das richtige Medikament für glaube also, dass die personalisierte
den einzelnen Patienten auszusuchen. Medizin dazu beitragen kann, die
Es ist ja etwas Gutes, wenn man weiß, Akzeptanz von Gentests zu erhöhen.
dass das Medikament wirkt und dem
Patienten helfen wird! Krebstherapien sind derzeit immer
Allerdings: Der Forschungsaufwand wieder im Gespräch, weil eher wenig
für personalisierte Medizin ist hoch. Menschen von eher kostspieligen
Früher musste man ja „nur“ ein Therapien profitieren. Häufig liegt
Arzneimittel entwickeln – heute der Vorteil darin, ein paar Wochen
dazu auch noch die Testsysteme. Das länger zu leben bei gleichzeitig vielen
kostet natürlich viel Geld. Im Augen- Nebenwirkungen. Was kann die
blick findet die personalisierte Medizin personalisierte Medizin heute schon
vor allem in der Krebstherapie statt. zu einer erfolgreichen Krebstherapie
Aber ich bin zuversichtlich, dass beitragen? Und in Zukunft?
sich das in den nächsten fünf oder Ich glaube, dass wir in der Krebsthera-
zehn Jahren auf andere Krankheits- pie eine Verlängerung der Lebenszeit
bilder ausweiten wird. Priorität hat sehen werden, die über die heutigen
dabei, welchen Schweregrad eine Erfahrungen hinausgeht. Mithilfe der
Krankheit hat. Aber in den Labors der personalisierten Medizin wird man in
Firmen und in den klinischen Prüfun- Zukunft Patienten mit einem für sie
gen bemühen wir uns heute, für fast ausgesuchten Cocktail von Arznei-
jedes Arzneimittel personalisierte mitteln behandeln wie z. B. in der
Medizin mitzuentwickeln. HIV-Therapie. Das ist unsere Vision
für die Krebstherapie, dass Krebs quasi
Gendiagnostik stößt nicht immer auf zu einer chronischen Erkrankung wird,
Akzeptanz. Könnte die personalisierte mit der man lange leben kann.
Medizin, sofern Gentests erforderlich
sind, dazu beitragen, dass sich die Was sind die größten Heraus-
Haltung in dieser Frage ändert? forderungen, vor die uns die
Sie wissen ja, dass Gentests heute personalisierte Medizin stellt?
schon eingesetzt werden, wenn ein Das Problem liegt in der Komplexität
Tatverdächtiger überführt werden der Wissenschaft, die ihr zugrunde
20 Zeitbild Wissenliegt. Wir wissen schon lange, dass Wäre die personalisierte Medizin Was wünschen Sie sich ganz
manche Patienten auf ein bestimm- auch geeignet, Vorsorge zu treffen persönlich in Sachen personalisierte
tes Arzneimittel positiv reagieren, bzw. im Rahmen einer gesunden Medizin? Was könnte man in Zukunft
während es bei anderen Patienten Lebensführung eingesetzt zu werden? von der personalisierten Medizin
nicht hilft. Aber deshalb wissen wir Wie gesunde Lebensführung geht, erwarten? In welchem Zeitraum?
noch lange nicht, warum das so ist. das weiß man: Man muss gesund Die Erfahrung in der Erforschung und
Da ist noch viel Forschungsarbeit in essen und sich bewegen. Dazu Entwicklung von Arzneimitteln sagt
den nächsten fünf, zehn, 15 Jahren braucht man keinen Gentest. Sicher mir, dass wir meistens viel zu opti-
notwendig, um das für viele einzelne kann man eine Assoziation herstellen mistisch sind, was die Geschwindig-
Krankheiten aufzuklären. zwischen bestimmten Genen und – keit von neuen Entwicklungen anbe-
sagen wir mal – der Empfindlich- langt. Aber sagen wir mal die näch-
Wer sich heute für personalisierte keit einer Person auf bestimmte sten zehn, 20 Jahre – das ist ein Zeit-
Medizin interessiert, was sollte er Umweltreize. raum, den man sich sicher vornehmen
morgen studieren, um übermorgen Aber Krankheiten sind bis auf weni- kann. Da würde ich mir wünschen,
in diesem Bereich tätig sein zu ge Ausnahmen nicht nur von einem dass wir in der Krebstherapie einen
können? einzelnen Gen abhängig, sondern richtigen Schritt nach vorne machen;
Da kann man vieles studieren: von einem ganzen Gen-Cluster. In bei manchen Krebsarten vielleicht
Chemie, Biochemie, Biologie, Medizin, diesen Fällen weiß man heute noch wirklich zu einer chronischen
Ingenieurswesen, Physik. Man muss viel zu wenig, um daraus Vorsorge- Therapie kommen. Das wäre ein
sich nur passend spezialisieren. empfehlungen ableiten zu können. wahnsinniger Schritt nach vorne!
Zeitbild Wissen 21Der gläserne Mensch:
Durchsichtig für alle und jeden?
„Muss ich meine Gene
kennen?“
Die Frage nach einem Gentest stellt
sich meist im Rahmen der medizi-
nischen Diagnostik, aber auch in
der Forensik oder bei der privaten
Genanalyse (Vaterschaftstest). Wenn
in der eigenen Familie schon eine Erb-
krankheit oder Krebs mit genetischem
Hintergrund aufgetreten ist – etwa
Brustkrebs –, kann es hilfreich sein,
Risiken zu kennen, um vorzubeugen.
Pharmakogenetische Tests untersu-
chen genetische Unterschiede, die die
Wirksamkeit und Verträglichkeit von
Medikamenten bestimmen. So wird
die Auswahl der richtigen Therapie
mit möglichst wenig Nebenwirkungen
erleichtert. Auch wer sich entschlos-
sen hat, im Bedarfsfall Blutstamm-
zellen für einen Leukämiekranken zu
spenden, muss einem Gentest zustim-
men. Denn damit wird festgestellt, für
welche Empfänger die Stammzellen
überhaupt zureichend verträglich
sind, dass es nicht zu lebensgefährli-
chen Immunreaktionen kommt.
Aber für jeden Menschen gilt auch
hier das Recht auf Nicht-Wissen:
Niemand darf zu einem Gentest
gezwungen werden. Schon deshalb
dürfen weder Arbeitgeber von ihren
Mitarbeitern noch Versicherungen
von ihren Kunden Gentests verlangen.
Auch heimlich oder ohne Zustim-
mung beider Eltern durchgeführte
Vaterschaftstests sind in Deutschland
verboten.
Hinweis Arbeitsblatt 4 „Ich will nicht, dass man
Anhand der Diskussion um mein Genom kennt.“
Gentests aus dem Internet Das muss man auch nicht. Vor einer
erschließen sich den genetischen Untersuchung muss in
Schülerinnen und Schülern jedem Fall eine freiwillige schriftliche
ethische Aspekte gendiag- Einwilligung gegeben werden.
nostischer Verfahren. Ein Gentest bezieht sich auch immer
22 Zeitbild Wissenausschließlich auf das spezielle Unter-
suchungsinteresse, d. h. es wird
grundsätzlich nie das komplette
Genom sequenziert. Bei einem
medizinisch-diagnostischen Test zum
Beispiel auf die Verträglichkeit des
Medikaments Abacavir wird nur der
dafür relevante Genmarker HLA-B*5701
betrachtet. Aus diesem Test lassen
sich keine weiteren Rückschlüsse auf
Krankheitsrisiken (etwa ein erhöhtes
Diabetes-Risiko) ziehen, und auch
eine Vaterschaft könnte mithilfe
dieses Tests allein nicht ausge-
schlossen und schon gar nicht als Auch für polizeiliche Ermittlungen kommen Gentests zum Einsatz.
wahrscheinlich bestätigt werden.
Wer einen Gentest machen möchte,
kann sich zudem auf die ärztliche Die Tests dürfen nur von Ärzten Euro geahndet werden können), aber
Schweigepflicht verlassen – und angeordnet werden, die die Ergeb- natürlich Informationen „in die Welt
auf das deutsche Datenschutzgesetz. nisse auch übermitteln und die setzen“, die sich nicht mehr zurück-
Selbst wenn es um eine Straftat getesteten Personen auch vor und nehmen lassen und das Verhältnis der
geht und zur Identifikation des nach dem Test beraten müssen. Betroffenen zueinander irreversibel
Täters gleich zahlreiche Personen Es ist übers Internet dennoch jedem verändern können.
zum Gentest gebeten werden, ist die möglich, ausländische Anbieter für
Teilnahme freiwillig. Direct-to-Consumer-Tests zu nutzen Gentests und Kinderwunsch:
– auch wenn Experten hierzulande Designerbaby
davor warnen. oder gesundes Kind?
„Gentests auf Bestellung –
geht das?“ Die Diskussionen um die soge-
Wann sind Vaterschaftstests nannte Präimplantationsdiagnostik
Nicht nur Pizzas, sondern auch
erlaubt? (PID) erhitzen die Gemüter immer
Geninformationen kommen auf
Auch Vaterschaftstests werden wieder aufs Neue. Für Paare mit
Bestellung direkt ins Haus. In den
mittlerweile von Dienstleistern im Kinderwunsch wären Gentests eine
USA sind sogenannte Direct-to-Con-
Internet angeboten; und in diesem Möglichkeit, nach einer künstlichen
sumer-Gentests im Internet erhältlich:
Falle dürfen auch deutsche Anbieter Befruchtung und vor dem Einsetzen
Einfach die gewünschte Untersu-
dabei sein, wenn sie sicherstellen, dass des Embryos (meist eines Sechs- oder
chung anklicken, Proben wie Haare
sie ausschließlich Tests durchführen, Achtzellers) in die Gebärmutter
oder ein paar Mundschleimhaut-
für die die Einwilligung aller Sorgebe- festzustellen, ob dieser das Risiko für
zellen auf Wattestäbchen ein-
rechtigten vorliegt. Für diese müssen eine schwere Erbkrankheit in den
schicken – und schon kommt das
natürlich biologische Proben vom Genen trägt. Wie Mediziner berichten,
Ergebnis per Post oder via Webportal!
(potenziellen) Vater und vom Kind spielen bei den Eltern Fragen nach
Mit einem möglicherweise belasten- der Lebensfähigkeit und möglichen
eingesandt und analysiert werden.
den Testergebnis und den daraus Schwerstbehinderungen eine weitaus
resultierenden Konsequenzen ist Problematisch ist, dass ohne Einver- größere Rolle als der Wunsch nach
man dann jedoch allein, da oft keine ständnis (z. B. im Ausland) durch- einem Kind mit blauen Augen. Auch
Erläuterungen angeboten werden. geführte Tests zwar vor deutschen die Befürworter von PID sehen sie
Deutschen Firmen sind solche Gerichten keinen Bestand haben ausschließlich als Hilfe im Kontext
Angebote im Internet untersagt. (und sogar mit Geldbußen bis 5 000 solcher existenzieller Risiken an.
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