Krebszellen einfach abschalten, Schlankheitsmittel, die Schlaganfälle verhindern, „One shot“-Therapien, die moderne Medizin stößt in neue Dimensionen vor. KI wird dabei immer wichtiger. Realität ist aber auch: KI versteht Biologie besser als wir selbst.
Lenin soll gesagt haben, manchmal passiert in einem Jahrzehnt gar nichts und manchmal passiert ein ganzes Jahrzehnt in wenigen Wochen. Das scheint gerade in der Medizin der Fall zu sein. Ein bahnbrechender Durchbruch folgt dem nächsten.
Um es vorwegzusagen: Das hat nichts mit der nihilistischen Gesundheitspolitik der Trump-Administration zu tun, die immer mehr Forscher aus dem Land treibt. Die bahnbrechenden Erfolgsmeldungen vieler US-Forscher:innen sind zum einen das Ergebnis jahrzehntelanger Investitionen in die wichtigsten Köpfe der Spitzenforschung. Zum anderen zeigt sich, dass die Digitalisierung der Forschung (die seit rund 20 Jahren voranschreitet) und der Einfluss der Künstlichen Intelligenz (KI) die Durchbrüche bereits maßgeblich mitverantwortet haben.
1. Künstliche Intelligenz versteht Biologie besser als Menschen
KI ist gefährlich - für unsere Sicherheit, KI wird in den nächsten Jahren Millionen von Jobs vernichten. Doch sie wird auch viele Krankheiten heilen, für die es bislang kaum taugliche Medikamente gibt.
Als irdische Wesen müssen wir uns auf die nächste Kränkung einstellen: KI versteht Biologie besser als Menschen. Das weckt enorme Erwartungen gegenüber Qualität und Kostendimensionen in der Medikamententwicklung. Bislang erreichen bei zwanzig Wirkstoffkandidaten, die in Studien erprobt werden, gerade einmal eins bis zwei die Marktreife. Klinische Studien dauern bis zu zehn Jahre und verschlingen dabei rund acht Milliarden Euro. Experten sprechen hierbei scherzhaft von „Erooms Law“. Hinter Eroom's Law verbirgt sich die Beobachtung, dass die Erforschung und Entwicklung neuer Medikamente in der Pharmaindustrie immer langsamer und teurer wird. Der Name ist eine augenzwinkernde Umkehrung von Moore’s Law (Mooresches Gesetz), das im Gegenteil den rasanten Fortschritt in der Rechnergeschwindigkeit beschreibt. KI wird Studien nicht ersetzen, kann sie aber enorm beschleunigen.
Visionäre Biotech-Unternehmen wie Amgen, Genentech (Roche), AbbVie und Thermo Fisher entwickeln deshalb gerade mit schwindelerregendem Tempo KI-Beschleuniger für Wirkstoffforschung. Genentechs „Lab in the Loop“-Ansatz (LitL) ist ein KI-gestütztes Kreislaufmodell zur Beschleunigung der Arzneimittelentwicklung. Er integriert künstliche Intelligenz in reale Labortests, um Medikamente und Antikörper schneller und kostengünstiger zu entwickeln, anstatt sich auf rein lineare und manuelle Testverfahren zu verlassen. Genentechs KI-Modelle (präzisiert durch Partnerschaften mit NVIDIA) trainieren mit vorhandenen Daten und erzeugen Millionen von neuartigen Molekül- oder Antikörper-Designs. In der anschließenden zweiten Stufe werden die ausgewählten Kandidaten im „Nasslabor“ physisch synthetisiert und realen biologischen Tests unterzogen.
2. GLP 1 verändert die Welt – nicht nur als Schlankheitsmittel
Zu den glücklichen Zufällen medizinischer Spitzenforschung gehört es auch, dass Wirkstoffe im Labor das Licht der Welt erblicken, obwohl das Ziel eigentlich die Behebung ganz anderer Krankheiten war (Penicillin wurde 1928 durch eine Schimmelpilzkatastrophe im Labor entdeckt). Der Diabetes-Wirkstoff GLP 1 ist seit einiger Zeit in aller Munde und das beste Beispiel hierfür. Längst als hochwirksames Abnehmpräparat (Ozempic, Wegovy, Mounjaro) in Gebrauch, weisen aktuelle Studien ihn als medizinisches Wundermittel (Fettleber, Schlaganfall,...bis zu Knieschmerzen) aus.
Die entzündungshemmenden Eigenschaften des Darmhormons GLP 1 ließen schon lange auf ein breiteres Wirkungsspektrum schließen. Offensichtlich, so kommunizierte es jüngst ein Forscherteam der renommierten Cleveland Clinic (USA), verhindern die als Abnehmspritzen gefeierten Wirkstoffe auch das Fortschreiten einiger Krebserkrankungen und verringern die Krebssterblichkeit deutlich, wie die Forscherinnen und Forscher auf Basis von Real-World-Daten feststellten.
Grundlage dieser Erkenntnis war eine Analyse von Daten aus der TriNetX-Datenbank von mehr als 12.000 Patient:innen, die in Stadium I, II oder III an einer der folgenden, meist mit Adipositas zusammenhängenden Krebsarten (Prostata, Brust, Lunge, Darm, Leber, Niere, Bauchspeicheldrüse) erkrankt waren. Der Studie zufolge könne durch GLP 1 das Risiko für metastasierte Erkrankungen um bis zu 50 Prozent verringert werden. Diejenigen Patient:innen, die in der Studie mit GLP 1 behandelt wurden, wiesen ein um 38 bis 50 Prozent geringeres Risiko für einen Stadium IV-Tumor auf. Am deutlichsten fielen die Unterschiede bei Leber-, Brust-, Lungen- und Darmkrebs aus.
3. Der Mann mit dem Molekül-Klebstoff besiegt Krebs an der Bauchspeicheldrüse
Als Inhibitoren bezeichnen Forscherinnen und Forscher bestimmte Hemmstoffe, die gezielt Signalwege oder Eiweiße blockieren, welche für das Wachstum, die Teilung und das Überleben von Krebszellen verantwortlich sind. Sie bilden das Rückgrat der zielgerichteten Krebstherapie (Targeted Therapy) sowie der modernen Immuntherapie und ermöglichen eine individuellere Behandlung.
Gregory Verdine, Chemiker der Harvard-Universität und ein bekannter Biotech-Investor, ist jüngst mit der Entwicklung von Multi-Selective RAS(ON)-Inhibitoren einen bedeutenden Durchbruch in der Krebstherapie gelungen, den er Anfang Juni auf der ASCO-Konferenz in Chicago vorstellte. Verdine ist der Mann mit dem Molekülklebstoff. Seine bahnbrechenden Forschungen zu „Molecular Glues“ haben die Tür zur Deaktivierung von bösartigen Proteinen wie K-Ras aufgestoßen. Bei Bauchspeicheldrüsenkrebs führt dieses Protein bislang zum sicheren Tod. Dagegen verlängern die von Verdine entwickelten K-Ras-Stopper das Überleben der Patient:innen signifikant.
4. „One-and-done“-Therapien gegen Herztod
Herz- und Kreislauferkrankungen sind weltweit die mit Abstand häufigste Todesursache (Deutschland: 34 Prozent). Ende Mai kündigte Verve, ein Biotech-Start-up, das gerade von Eli Lilly gekauft wurde, einen „One and Done”-Shot für tödliche Herzerkrankungen an.
Mit einem Pieks die tödliche Bedrohung abgewendet, wie das?
Die experimentelle Therapie VERVE-102 zielt darauf ab, die tägliche Einnahme von Statinen und die Verabreichung von Injektionen alle zwei Wochen durch eine einmalige Behandlung zu ersetzen. Diese „One-and-Done“-Therapie nutzt eine fortschrittliche Gentherapie (das sogenannte Base-Editing, die nächste Stufe der Genschere), um das schädigende PCSK9-Gen in der Leber dauerhaft auszuschalten. Lässt sich eine Gentherapie auf Basis dieses Wirkstoffs entwickeln (Experten rechnen damit in frühestens zehn Jahren), werden aus jungen Hochrisikopatient:innen lebensfrohe Menschen mit einem lebenslangen Niedrigrisiko.
Regeneron, ein forschendes Biotech-Unternehmen aus Tarrytown, New York, hat gemeinsam mit Sanofi den PCSK9-Hemmer Alirocumab entwickelt. Als körpereigenes Protein blockiert PCSK9 den Abbau von LDL-Cholesterin-Rezeptoren auf der Leber. Indem Regenerons Medikament dieses Protein hemmt, verbleiben mehr Rezeptoren aktiv, wodurch der LDL-Wert im Blut stark gesenkt wird. In großen Studien (wie Regenerons Odyssey-Studie) konnte nebenwirkungsarm eine erhebliche Senkung des schädlichen LDL nachgewiesen werden, was das Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle bei Risikopatienten um mehr als 50 bis 60 Prozent senkt.
Base Editing funktioniert im Grunde wie Bleistift und Radiergummi. Der Radiergummi entfernt einen Buchstaben des Zielgens, und der Bleistift fügt einen neuen ein, wodurch PCSK9 ausgeschaltet wird. Das Ziel dabei: eine einmalige cholesterinsenkende Behandlung, die einen lebenslangen Schutz vor Herzerkrankungen bewirkt. Die Patienten erhielten unterschiedliche Dosierungen. Bei den drei Patienten mit der höchsten Dosierung sanken die LDL-Werte um 39 bis 55 Prozent – ein Ausmaß, das ausreichte, um sie ihrem Cholesterin-Zielwert näher zu bringen.
Beeindruckt von Verves Daten und dem Potenzial hat der Pharmariese Eli Lilly 60 Millionen US-Dollar für eine Zusammenarbeit mit Verve Therapeutics investiert und sich zudem für weitere 250 Millionen US-Dollar zusätzliche Rechte an den Programmen von Verve gesichert. Sollten sich die Ergebnisse der Gen-Editierung weiterhin vielversprechend entwickeln, plant Eli Lilly, bei umfangreicheren Studien zu unterstützen.
5. Ausblick
„One shot“-Medikamente, weitere Durchbrüche mit dem Wunderwirkstoff GLP1, die Medizin macht bahnbrechende Fortschritte in schwierigen Zeiten. Es zeichnet sich ab, dass die Integration von KI in die Wirkstoffforschung gerade bei den häufigsten Todesarten (Herz-Kreislauf, Krebs, Diabetes) weitere disruptive Erfolge erzielen wird. Ob Medikamente dadurch günstiger und besser verfügbar werden (in den USA ein Wahlkampfthema), ist jedoch eine andere Frage.
Die nächste Dimension unseres Gesundheitserlebens wird uns vor viele neue Herausforderungen stellen. Angenommen, GLP 1 wird zu so etwas wie einem täglich verabreichten Standardmedikament für chronisch kranke Menschen, die dadurch mit hoher Lebensqualität sehr alt werden. Lässt sich das mit der momentanen Infrastruktur überhaupt umsetzen? Ich denke, dafür muss in den nächsten Jahren an der großen Infrastruktur von Medizin und Biotech gearbeitet werden. Es geht um ein neues Geschäftsmodell. Ein spannender Ansatz: sogenannte „Advanced Market Commitments“ (AMC). Das sind innovative Finanzierungswerkzeuge, bei denen Regierungen oder Stiftungen garantieren, ein zukünftiges Produkt zu einem festgelegten Preis abzunehmen, sobald es erfolgreich entwickelt wurde und bestimmte Kriterien erfüllt.
Ziel ist es, das wirtschaftliche Risiko für Unternehmen zu senken, die in neue, aber riskante Technologien investieren. Geldgeber stellen einen festen Finanztopf zur Verfügung. Hersteller, die als Erste ein Produkt entwickeln, das die geforderten Spezifikationen erfüllt, erhalten daraus finanzielle Zusagen oder garantierte Abnahmen. Der Anreiz besteht schließlich darin, dass durch die zugesagte Abnahmegarantie ein Markt geschaffen wird, bevor das Produkt überhaupt existiert.
Ob sich dadurch die Preise neugestalten lassen, muss ausprobiert werden. Im Grunde ist AMC auch nur eine Private-Public-Partnership, und weltweit wird risikoreiche und milliardenverschlingende Grundlagenforschung schon immer von der Wissenschaft (und damit der Gesellschaft) geliefert. Auf absehbare Zeit wird die NIH in den USA keine Medikamente entwickelt und auch die hochwertige Grundlagenforschung hierzulande wird weiter an den wissenschaftlichen Grundlagen medizinischer Durchbrüche arbeiten. Unverzichtbar ist jedoch ein neues Gespräch zwischen den Akteuren aus Pharma, Politik, Wissenschaft und Krankenkassen. Die Ergebnisse sind revolutionär, Gesundheitspolitik sollte sich das zum Vorbild machen.