Team 3

Entlastung für Herz und Lunge – vom Nitroglycerin zu innovativen Therapien

Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten

Lungenhochdruck und die innovative Behandlungsmöglichkeit dieser atemraubenden Krankheit
Der Wirkstoff Riociguat ist der erste Vertreter einer innovativen Substanzklasse, der zur Behandlung von zwei lebensbedrohlichen Formen des Lungenhochdrucks (pulmonale Hypertonie, PH) zugelassen ist: der inoperablen chronisch-thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) oder weiter bestehender bzw. erneut auftretender CTEPH nach operativer Behandlung sowie bestimmter Formen der pulmonal arteriellen Hypertonie (PAH). Menschen, die von dieser Erkrankung betroffen sind, haben eine erheblich eingeschränkte Lebensqualität. Sie leiden unter Leistungsmangel, Atemnot und kreislaufbedingten Ohnmachtsanfällen, wodurch sie selbst bei alltäglichen Aktivitäten wie Treppensteigen oder beim Verrichten des Haushaltes stark eingeschränkt sind. Bleiben Erkrankte unbehandelt, führt der Lungenhochdruck binnen weniger Jahre zum Tod durch Herzversagen.

Ein Medikament zur Reaktivierung des körpereigenen natürlichen Mechanismus
Nitroglycerin wurde initial als Sprengstoff verwendet. Bereits seit 130 Jahren wird es wegen seiner gefäßerweiternden Wirkung jedoch auch in der Medizin gegen Angina pectoris eingesetzt. Im Körper wird aus Nitroglycerin Stickstoffmonoxid (NO) freigesetzt. NO reguliert unter anderem Gefäßweite und Blutdruck. Diese Entdeckung wurde 1998 mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet. Allerdings wird es sehr schnell abgebaut und ist daher als Dauermedikation nicht geeignet.

NO wird auch vom Körper selbst gebildet. Patienten mit Lungenhochdruck können in ihren Blutgefäßen nicht genügend NO produzieren, was zu einem erhöhten Druck in den Lungenarterien führt. Doch NO hat einen Partner, ein Enzym namens „lösliche Guanylatcyclase“ (sGC). Dieses Enzym vermittelt die gefäßerweiternde Wirkung von NO.

Bei Bayer begannen die Forscher 1994 mit der intensiven Suche nach Substanzen, die die NO-Synthese verbessern können. Ganz unerwartet stießen sie auf direkte Stimulatoren der sGC – und damit auf einen völlig neuartigen Weg, um Blutgefäße zu erweitern und das Herz zu entlasten. Im Jahr 1997 – nach der Synthese und dem Testen von 4000 Substanzen – wurden erste potentielle Wirkstoffe identifiziert. Der Durchbruch erfolgte im Jahr 2000 mit der Herstellung des Wirkstoffes Riociguat. Riociguat stimuliert direkt die sGC und beeinflusst das Enzym gleichzeitig so, dass es auf das körpereigene NO sensibler reagiert.

Zur selben Zeit zeigten Wissenschaftler des Lungenforschungszentrums an der Justus-Liebig-Universität Gießen auf experimenteller Ebene, dass Medikamente, die die Wirkung von NO verstärken oder NO gar ersetzen können, eine hoffnungsvolle neue Therapie für Lungenhochdruck darstellen.

Mittlerweile mehren sich in der Wissenschaft die Anzeichen dafür, dass sGC-Stimulatoren auch bei vielen anderen Herz-Kreislauferkrankungen positive Wirkungen haben können, wenn diese mit einer Störung des NO-sGC-Signalwegs einhergehen. In einer weltweiten strategischen Kooperation arbeitet Bayer mit seinem Partner MSD (in den USA und Kanada bekannt als Merck) an einem umfassenden Studienprogramm zur Untersuchung dieses Potentials.

Lungenhochdruck – eine lebensbedrohliche Krankheit
Während eine Verengung der Lungengefäßwände bei allen Säugern unter den Bedingungen der Sauerstoffarmut (z.B. in sehr großen Höhen) einen natürlichen Anpassungsmechanismus darstellt, ist der menschliche Organismus an eine dauerhafte Druckerhöhung im Lungenkreislauf nicht angepasst. Es gibt fünf verschiedene Formen von Lungenhochdruck, die unterschiedliche Ursachen, aber für die meisten Patienten ähnliche Auswirkungen haben.

Die chronisch thromboembolische pulmonale Hypertonie (CTEPH) ist eine Form des Lungenhochdrucks, die durch wiederholt eingeschwemmte Blutgerinnsel (sog. Lungenembolien) aus entfernten Körpervenen ausgelöst wird. Anstatt wie üblich durch körpereigene Mechanismen abgebaut zu werden, vernarben diese Gerinnsel und verschließen einen Teil der Lungenarterien dauerhaft. Damit muss Blut aus der rechten Herzkammer zur Sauerstoffaufnahme in der Lunge durch deutlich weniger Blutgefäße gepumpt werden. Die Folge ist ein erhöhter Druck, der letztlich zu Herzversagen und Tod führen kann. Für viele Patienten stellt ein operativer Eingriff, bei dem die verschlossenen Lungenarterienäste chirurgisch wieder eröffnet werden, eine potenzielle Heilung dar. Allerdings kann diese Operation bei 20-40% der CTEPH-Patienten nicht durchgeführt werden, und bei bis zu 35% der Patienten besteht die Krankheit auch nach dem Eingriff noch weiter oder tritt erneut auf. Diese Patienten benötigen eine wirksame medikamentöse Behandlung. Mit Riociguat steht erstmals ein zugelassenes Medikament zur Verfügung.

Bei der pulmonal arteriellen Hypertonie (PAH) kommt es ebenfalls zu einer Druckerhöhung im Lungenkreislauf, jedoch ist hier neben einer Verengung der Arterien eine unkontrollierte Zellwucherung die Ursache der Erkrankung. PAH kann erblich bedingt sein, daneben können Infektionen, bestimmte Giftstoffe, sowie einige Medikamente diese ebenfalls tödliche Form des Lungenhochdrucks auslösen. Obwohl es mehrere zugelassene Medikamente für die Behandlung der PAH gibt, bleibt die Prognose für die Patienten ungünstig und neue Behandlungsoptionen werden benötigt.

Pharma-Innovation aus Deutschland
Riociguat ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie die deutsche Industrie und die akademischen Institutionen in enger Zusammenarbeit eine wichtige und innovative Behandlung entwickelt haben, die schwer kranken Patienten weltweit helfen kann. Das spezifische Wirkprinzip der sGC-Stimulation und seine medizinische Bedeutung wurden von Bayer-Wissenschaftlern in Wuppertal entdeckt. Die klinische Erforschung und Entwicklung von Riociguat zur Behandlung des Lungenhochdrucks hat Bayer mit führenden Experten des „Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System“ (ECCPS) an der Justus-Liebig Universität Gießen durchgeführt. Diese Zusammenarbeit war der entscheidende Erfolgsfaktor für das Projekt.

Ausgehend von dieser Kooperation wurden klinische Studien an Expertenzentren in ganz Deutschland durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigten die hohen Erwartungen aus der frühen Forschung, mit klaren Hinweisen für eine Wirksamkeit bei Patienten mit PAH und CTEPH. Daraufhin wurden unter der Leitung von Professor Ghofrani aus Gießen größere weltweite Studien begonnen. Diese belegten die Wirksamkeit und Sicherheit von Riociguat und führten im März 2014 zur Zulassung durch die europäische Kommission unter dem Handelsnamen Adempas®. Inzwischen ist Adempas in mehr als 50 Ländern zugelassen, darunter die USA und Japan.

Adempas wird in Deutschland hergestellt, verpackt und weltweit verschickt. Ein Jahr nach der Markteinführung lässt sich aufgrund der Rückmeldungen von Ärzten und Patienten feststellen, dass Adempas vielen Patienten mit Lungenhochdruck geholfen hat, wieder ein aktiveres Leben zu führen.

Der beidseitige Austausch und die Anwendung von „Know-How“ und Expertise stehen im Vordergrund der Zusammenarbeit zwischen Bayer und dem Lungenforschungszentrum Gießen. Diese Zusammenarbeit wird mit der Suche nach anderen seltenen Krankheiten fortgesetzt, die mit diesem Medikament behandelt werden könnten.

Bayer: Science For A Better Life
Bayer ist ein weltweit tätiges Unternehmen mit Kernkompetenzen auf den Life-Science-Gebieten Gesundheit und Agrarwirtschaft. Mit seinen Produkten und Dienstleistungen will das Unternehmen den Menschen nützen und zur Verbesserung der Lebensqualität beitragen. Gleichzeitig will der Konzern Werte durch Innovation, Wachstum und eine hohe Ertragskraft schaffen. Bayer bekennt sich zu den Prinzipien der Nachhaltigkeit und handelt als „Corporate Citizen“ sozial und ethisch verantwortlich. Im Geschäftsjahr 2014 erzielte der Konzern mit rund 119.000 Beschäftigten einen Umsatz von 42,2 Milliarden Euro. Die Investitionen beliefen sich auf 2,5 Milliarden Euro und die Ausgaben für Forschung und Entwicklung auf 3,6 Milliarden Euro. Diese Zahlen schließen das Geschäft mit hochwertigen Polymer-Werkstoffen ein, das unter dem Namen Covestro an die Börse gebracht werden soll.

Über Justus-Liebig-Universität Gießen
Die 1607 gegründete Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ist eine traditionsreiche Forschungsuniversität, die rund 28.000 Studierende anzieht. Neben einem breiten Lehrangebot – von den klassischen Naturwissenschaften über Rechts- und Wirtschaftswissenschaften, Gesellschafts- und Erziehungswissenschaften bis hin zu Sprach- und Kulturwissenschaften – bietet sie ein lebenswissenschaftliches Fächerspektrum, das nicht nur in Hessen einmalig ist: Human- und Veterinärmedizin, Agrar-, Umwelt- und Ernährungswissenschaften sowie Lebensmittelchemie. Unter den großen Persönlichkeiten, die an der JLU geforscht und gelehrt haben, befindet sich eine Reihe von Nobelpreisträgern, unter anderem Wilhelm Conrad Röntgen (Nobelpreis für Physik 1901) und Wangari Maathai (Friedensnobelpreis 2004). Seit 2006 wird die JLU sowohl in der ersten als auch in der zweiten Förderlinie der Exzellenzinitiative gefördert (Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System – ECCPS; International Graduate Centre for the Study of Culture – GCSC).

Über das Universitätsklinikum Gießen und Marburg (UKGM)
Das Universitätsklinikum Gießen und Marburg (UKGM) mit seinen 80 Kliniken und Instituten an den beiden Standorten Gießen und Marburg ist das drittgrößte Universitätsklinikum Deutschlands. Seit Februar 2006 trägt die RHÖN-KLINIKUM AG zu 95 Prozent die Verantwortung als Betreiber dieses ersten privatisierten Universitätsklinikums in der bundesdeutschen Geschichte und hat seitdem über 567 Millionen Euro an Eigenmitteln dort investiert. Die rund 9.800 Beschäftigten versorgen jährlich rund um die Uhr 95.000 stationäre und 355.00 ambulante, sprich insgesamt 450.000 Patienten. In Gießen und Marburg stehen 2.287 Betten und 57 Operationssäle für modernste Diagnostik und umfassende Therapie und Behandlung auf internationalem Niveau zur Verfügung. Mehr dazu im Internet unter www.ukgm.de und www.ukgm.info.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Entlastung für Herz und Lunge – vom Nitroglycerin zu innovativen Therapien“ wurde von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. vorgeschlagen.