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Thermodynamische Stabilität und Bioverfügbarkeit von pharmazeutischen Wirkstoffen

Leibniz Lecture mit Gabriele Sadowski, 5.4.2017, New York, NY

Am 5. April 2017 richteten die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das Verbindungsbüro der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) sowie das Deutsche Wissenschafts- und Innovationshaus (DWIH) eine Leibniz-Lecture mit der Chemikerin Gabriele Sadowski (TU Dortmund) aus. In ihrem Vortrag im German House in New York sprach Sadowski zum Thema „Thermodynamische Stabilität und Bioverfügbarkeit von pharmazeutischen Wirkstoffen“.

Eröffnet wurde die Veranstaltung von Joann Halpern, der Direktorin des DWIH New York, die in ihrer Einführung die Rolle des DWHI als Plattform für die Präsentation von Forschung aus Deutschland und Nordamerika hervorhob. In einem Grußwort verwies Annette Doll-Sellen, die Leiterin des New Yorker DFG-Büros, auf die Bedeutung der Leibniz-Lectures als Sichtbarmachung von deutscher Spitzenforschung und Forum für den wissenschaftlichen Austausch. Anschließend stellte Peter Rosenbaum, Leiter des New Yorker Verbindungsbüros der UA Ruhr, Gabriele Sadowski vor.

Sadowski begann ihren Vortrag mit einer frappierenden statistischen Angabe: Ca. 80% aller aktiven pharmazeutischen Wirkstoffe (kurz: API), die außerordentlich vielversprechend im Einsatz gegen schwere Krankheiten wären, schaffen es nicht zur Marktreife. Der Grund hierfür liegt in den ungünstigen Löslichkeitseigenschaften der APIs, die verhindern, dass die Wirkstoffe vom Körper aufgenommen werden. Um neue Medikamente zu entwickeln, ist es daher wichtig, eine auf den Wirkstoff angepasste Arzneiform mit optimaleren amorphen Eigenschaften zu finden. Solche Formulierungen wiederum werden z.B. in polymere Trägerstoffe integriert, um die Löslichkeit und Stabilität zu erhöhen. Allerdings kommt es auch hier zu ungewünschten Rekristalisierungen der Wirkstoffe, was wiederum die Bioverfügbarkeit der APIs einschränkt.

v.l.n.r. Joann Halpern, Gabriele Sadowski, Gerhard Schembecker, Annette Doll-Sellen, Peter Rosenbaum, Andrzej Górak

v.l.n.r. Joann Halpern, Gabriele Sadowski, Gerhard Schembecker, Annette Doll-Sellen, Peter Rosenbaum, Andrzej Górak

© Natalie Schuller

Wie sich solche Rekristalisierungsprozesse eindämmen lassen, erklärte Sadowski aus thermodynamischer Sicht. Sie stellte das von ihr und ihrem Team entwickelte PC-SAFT-Modell vor, mit dem die Stabilität und Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen gemessen werden kann, um optimalere Wirkstoffkombinationen sowie Herstellungs- und Lagerverfahren zu entwickeln. Abschließend konnte Sadowski auch den Nichtfachleuten im Publikum eine wichtige Erkenntnis vermitteln: Tabletten sollten immer erst unmittelbar vor Einnahme aus ihrer Verpackung entfernt werden, denn bereits nach einer Stunde im Freien absorbieren Tabletten so viel Wasser, dass sich Kristalle bilden und folglich die Wirkungskraft des Medikaments rapide abnimmt.

Sadowskis Vortrag traf bei den zahlreich erschienenen Gästen auf große Resonanz, was sich in der anschließenden regen Diskussion zeigte. Die Fragen und Anmerkungen reichten von der Anwendbarkeit des PC-SAFT-Modells für die Pharmaindustrie über geeignete Lagerbedingungen für Tabletten bis hin zu zukünftigen Anwendungen der Thermodynamik für pharmazeutische Fragestellungen. Fortgesetzt wurden die Gespräche auf einem Empfang, zu dem die DFG geladen hatte.

Zur Bedeutung thermodynamischer Prozesse für pharmazeutische Technologien sprach Sadowski bereits am Vortag der Leibniz-Lecture vor einem kleineren Fachpublikum. Ausgerichtet wurde diese Gesprächsrunde von der New Yorker Anwaltskanzlei Olshan Frome Wolosky LLP und dem NYC Medical Technology Forum, einer Plattform für Wissenschaftler/-innen und Industrievertreter/-innen aus den Life Sciences. Am Rande dieses Treffens ergaben sich für Sadowski und ihre mitgereisten Kollegen der TU Dortmund interessante Kontakte zu Start-up-Initiativen im Pharma- und Biotech-Bereich.

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