Arzneimittel: Jeder zweite neu zugelassene Wirkstoff ist gentechnisch hergestellt

Wenn es der Gesundheit nützt, scheint Gentechnik selbstverständlich: Inzwischen sind in Deutschland 353 Arzneimittel auf dem Markt, die gentechnisch hergestellt sind. Von den neu zugelassenen Wirkstoffen stammt bereits jeder zweite aus einer Gentechnik-Anlage. Vor allem bei der Entwicklung von Impfstoffen - wie aktuell gegen das Coronavirus - gibt es zu gentechnischen Verfahren oft keine Alternative. Wenn es eilt, werden sogar Zulassungsverfahren gelockert, ohne große Proteste. Zumindest in der Medizin ist Gentechnik inzwischen allgemein akzeptiert. Doch das war nicht immer so.

Seit der Einführung des zentralen EU-Zulassungsverfahrens 1995 wurden in Deutschland 353 gentechnisch hergestellte Arzneimittel mit 313 Wirkstoffen zugelassen, mindestens 18 weitere Arzneimittel mit 15 Wirkstoffen hatten schon vorher eine Marktzulassung erhalten (Stand November 2022). Derzeit werden bereits zwölf Prozent aller Wirkstoffe mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen oder Zellkulturen produziert. Bei den neu zugelassenen beträgt der Gentechnik-Anteil sogar fünfzig Prozent.

Nach Angaben des Verbandes der forschenden Arzneimittelhersteller (vfa) werden bei „neuen Wirkstoffen“ jeweils knapp die Hälfte mit chemisch-synthetischen und mit gentechnischen Verfahren hergestellt. Naturstoffe und semisynthetische Wirkstoffe fallen dagegen kaum ins Gewicht.

Der Umsatz mit gentechnisch hergestellten Pharma-Produkten stieg 2018 gegenüber dem Vorjahr um knapp 12 Prozent auf 11,4 Milliarden Euro. Das entspricht einem Anteil von 27 Prozent am Gesamt-Pharmamarkt. Starke Umsatzzuwächse erzielten auch Biosimilars, Nachbildungen von Originalpharmaka nachdem deren Patente ausgelaufen sind. Sie sind in der Regel deutlich billiger. Weltweit kletterte der Umsatz mit gentechnischen Arzneimitteln zwischen 2002 und 2027 von 42 auf 221 Milliarden US-$, ein Zuwachs um fast das Fünffachen (Statista 2022).

Anwendungsfelder für gentechnisch hergestellte Medikamente - auch als Biopharmazeutika oder Biologika bezeichnet - sind vor allem verschiedene Autoimmunkrankheiten wie Multiple Sklerose oder Rheuma, aber auch Diabetes, Osteoporose, Leukämie und andere Krebserkrankungen sowie angeborene Stoffwechsel- und Gerinnungsstörungen. Verschiedene Impfstoffe gegen Hepatitis B, Gebärmutterhalskrebs, Tetanus, Diphterie oder Hirnhautentzündungen (Meningokokken) stammen inzwischen ebenso aus gentechnischer Herstellung wie solche gegen Cholera, Grippe und Papillomaviren (Auslöser von Gebärmutterhalskrebs und anderen Krankheiten). Auch ein gentechnisch entwickelter Vektor-Impfstoff gegen Ebola ist in der EU zugelassen - und natürlich die neuartigen Impfstoffe gegen Corona (Sars-CoV-2).

Als Produktionsorganismen für medizinische Wirkstoffe kommen vor allem Zellkulturen zum Einsatz, meist Linien aus Hamstern oder Mäusen, aber auch Humanzellen. In zahlreichen Anlagen „arbeiten“ gentechnisch veränderte Kolibakterien (E. coli) und verschiedene Hefestämme, die mit gentechnischen Verfahren so „umgebaut“ wurden, dass sie die jeweiligen Wirkstoffe produzieren. Zwei zugelassene Wirkstoffe stammen aus gv-Tieren: Ziegen liefern einen Wirkstoff (Atryn) zur Thrombose-Vorbeugung, Kaninchen einen gegen das hereditäre Angioödem, eine seltene Erbkrankheit. Allein 43 der Zulassungen sind spezielle Antikörper, große Proteine, mit denen die Zellen des Immunsystems bestimmte Moleküle (Antigene) markieren und die einige Krebstherapien verbessert haben.

Produziert werden die in Deutschland zugelassenen Wirkstoffe vor allem in den USA. Immerhin knapp 50 gentechnische Produktions-Anlagen stehen in Deutschland, gut 100 in den übrigen EU-Ländern, aber auch in Singapur, Indien, Japan und weiteren außereuropäischen Ländern.

2018 gab es in Deutschland etwa 400 Unternehmen aus dem Bereich der medizinischen Biotechnologie. Gut ein Viertel davon vermarktet bereits Biopharmazeutika oder hat solche in der Produktpipeline. Gut 600 Wirkstoffe und Produkte von in Deutschland tätigen Unternehmen befinden sich in der klinischen Entwicklung.

Heute sind solche Medikamente - sowohl für Ärzte, als auch für Patienten - etwas Selbstverständliches. Grundsätzliche Vorbehalte wegen der Herstellungsweise gibt es auch in Deutschland nicht mehr. Noch vor gut zwanzig Jahren war das anders. Gentechnik-Kritiker stellten nicht nur Nutzen und Wirksamkeit gentechnisch hergestellter Medikamente in Zweifel, sondern auch die Sicherheit der Produktionsanlagen. Die gv-Mikroorganismen könnten in die Umwelt entweichen, dort ihre eingeführten Gene weitergeben und so zu irreversiblen Schäden führen. Die Grünen und viele Umweltorganisationen forderten damals sogar ein völliges Gentechnik-Verbot.

Erst 1998, vierzehn Jahre nach dem ersten Antrag, nahm in Frankfurt die Anlage zur Produktion von Humaninsulin ihren Betrieb auf. Lange Diskussionen und immer neue Gutachten zum „Restrisiko“ hatten den Start verzögert. Heute sind in Deutschland 22 gentechnisch hergestellte Insulin-Wirkstoffe zugelassen. Zwölf werden in Dänemark hergestellt, fünf in den USA und sechs in Deutschland.

Seit den ersten gentechnisch hergestellten Wirkstoffen wie Insulin oder dem Nierenhormon Erythropoietin (EPO) haben sich Molekularbiologie und Produktionstechnik weiterentwickelt. Anders als einfache Medikamente sind heutige Biopharmazeutika große, komplexe Makromoleküle, die aus 20.000 Atomen - oder sogar mehr - bestehen und eine bestimmte dreidimensionale Struktur aufweisen müssen, um die jeweilige Wirkung zu erzielen. Erst mit der modernen Biotechnologie ist es möglich geworden, solche Medikamente in gleichbleibender Qualität herstellen zu können - mit Hilfe gezielt dafür veränderter Zellkulturen, Hefen oder Bakterien.

Mit der einfachen Gentechnik aus den 1990er-Jahren - ein Gen für einen Wirkstoff isolieren und in einen Produktionsorganismus übertragen - ist es längst nicht mehr getan. So kann man heute etwa einen bestimmten Stoff mit genau definierten Eigenschaften mit Hilfe von Computerprogrammen in den jeweiligen genetischen Code übersetzen und dann ein solches synthetisches Gen in geeignete Mikroorganismen oder Zellen übertragen. Zudem ist in den letzten Jahren die Synthetische Biologie hinzugekommen. Forscher können damit neue, zu den gewünschten Wirkstoffen führende Stoffwechselwege „konstruieren“ und sie dann in geeignete biologische Systeme übertragen.