Etwa 30 % der neu entwickelten sowie eine Vielzahl bereits zugelassener Arzneistoffe weisen eine äußerst geringe Bioverfügbarkeit auf. Sie werden daher in hohen Dosen verabreicht, wobei ein erheblicher Anteil anschließend unverändert ausgeschieden wird. Daher lassen sich Arzneimittelrückstände zunehmend in der Umwelt nachweisen, sowohl in Oberflächengewässern, aber auch im Boden, in Sedimenten, im Grundwasser und sogar im Trinkwasser. Diese Rückstände von z. T. hoch-bioaktiven Wirkstoffen in unberechenbarer Mischung entwickeln sich national wie global zu einem erstzunehmenden Umweltproblem, bedenkt man die durch den demographischen Wandel bedingte Zunahme des Bedarfs an Arzneimitteln.

Das Projekt EcoNanoCaps mit seinem Konsortium aus dem Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) und der MJR PharmJet GmbH nimmt sich dieses Problems an. Durch die nanotechnologische Verarbeitung von Arzneimitteln mithilfe der sogenannten Mikrojetreaktor-Technologie wird eine Reduktion der Umweltemissionen angestrebt. So sollen umweltgefährdende Wirkstoffe unter Erfüllung der hohen Produktions- und Qualitätsstandards der pharmazeutischen Industrie in patientengerechte Nanoarzneiformen überführt werden. Diese haben aufgrund der enormen Vergrößerung ihrer Feststoffoberfläche eine verbesserte Bioverfügbarkeit, wodurch die Wirkstoffe während der Passage durch den menschlichen Magen-Darm-Trakt zu einem größeren Anteil in den Blutkreislauf übergehen. Die Arzneistoffdosis kann so nachhaltig reduziert werden. Um eine Verminderung der notwendigen Arzneistoffdosis bereits während der Entwicklung absehen zu können, verknüpft die Abteilung Pharmazeutische Technologie und Nanowissenschaften des Fraunhofer IME sogenannte biorelevante Freisetzungsstudien mit prädiktiven Computersimulationen, welche die Bioverfügbarkeit im Patienten vorhersagen können.

Dieser Effekt einer erhöhten Aufnahme kann jedoch auch in anderen Organismen zu einer erhöhten Verfügbarkeit und somit zu einer erhöhten Umwelttoxizität führen. Im Projekt EcoNanoCaps soll daher mithilfe einer intelligenten Hilfsstoffauswahl dem gegengesteuert und auch die Umwelttoxizität verringert werden. Hierfür untersucht die UNIFISH-Gruppe des Fraunhofer IME die möglichen Auswirkungen auf die Umwelt exemplarisch in Zebrafischembryos. So sollen sowohl die Patienten als auch die Umwelt langfristig von einer verringerten Arzneimittelbelastung profitieren.

AZ 32725


Projektdurchführung

Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie
und Angewandte Ökologie IME
Projektgruppe Translationale Medizin & Pharmakologie
Max-von-Laue-Str. 9
60438 Frankfurt


MJR Pharmjet GmbH
Universitätsklinikum des Saarlandes
Gebäude 7 (Starterzentrum)
Kirrberger Str.
66424 Homburg