Angesichts des abnehmenden Erfolgs bei der Arzneimittelentwicklung haben die Hersteller nach neuen Wegen gesucht, um den Herstellungsprozess von Arzneimitteln erfolgreich zu gestalten. Biomarker spielen eine entscheidende Rolle bei der Arzneimittelentwicklung (Bleavins, Carini, Jurima, & Rahbari, 2011). Pharmaunternehmen erwägen den Einsatz von Biomarkern, um die Effizienz neuer Arzneimittel zu erhöhen. In diesem Beitrag werden Biomarker, ihre Verwendung, Klassifizierung und Bedeutung für die Arzneimittelentwicklung untersucht.
Für Biomarker gibt es verschiedene Definitionen von unterschiedlichen Gruppen. Laut der Biomarkers Definition Working Group ist ein Biomarker definiert als ein Indikator für pathogene oder biologische Prozesse, der bei einer bestimmten Intervention in der Therapie objektiv gemessen und bewertet werden kann (Bleavins et al., 2011).
Der klinische Endpunkt ist ein Indikator, der die Gefühle und das Funktionieren eines Patienten sowie sein Überleben widerspiegelt. Der Surrogatendpunkt schließlich definiert Biomarker als ein Instrument, das den klinischen Endpunkt ersetzen soll (Bleavins et al., 2011).
Es gibt drei Arten von Biomarkern: Typ 0, I und II. Typ 0 ist ein Indikator für Krankheiten und korreliert mit bestimmten Symptomen. Er befasst sich mit den Risiken einer bestimmten Exposition. Typ I zeigt die Auswirkungen oder die Reaktion auf eine bestimmte Intervention oder Therapie in einem Organismus während der Arzneimittelentwicklung an. Biomarker des Typs II sind Surrogatindikatoren. Das bedeutet, dass die Veränderung eines Biomarkers ein klinisches Ergebnis anzeigt (Bleavins et al., 2011).
Biomarker werden verwendet, um das körperliche und geistige Wohlbefinden einer Person zu messen. Sie werden verwendet, um den Gesundheitszustand einer Person zu bestimmen (Zwierzina, 2008). Darüber hinaus werden sie zur Messung der Risiken und des Einflusses einer bestimmten Exposition verwendet, die durch Umwelt- oder Erbfaktoren bedingt sein kann.
Wenn eine Krankheit durch die Exposition gegenüber Toxinen verursacht wird, können Forscher die Toxinkonzentration in der Umgebung einer Person messen. Die Forscher können auch den mutmaßlichen Giftstoff in Lebensmitteln, Wasser, Luft oder Boden direkt messen. Auf diese Weise können sie die mit einer bestimmten Exposition verbundenen Risiken und Anfälligkeiten ermitteln (Zwierzina, 2008).
Biomarker werden verwendet, um den Schweregrad von Krankheiten zu bestimmen. Sie können feststellen, ob eine Krankheit schwerwiegend ist oder nicht. Biomarker werden verwendet, um Ergebnisse vorherzusagen. Sie werden in der Arzneimittelentwicklung eingesetzt und können daher die Wirksamkeit eines neuen Arzneimittels vorhersagen.
Darüber hinaus werden sie bei der Bestimmung der effizientesten Art von Ernährung, Intervention und Behandlung eines Patienten eingesetzt. Die Bildgebung eines Biomarkers hilft Forschern bei der Entwicklung wirksamer Medikamente für eine bestimmte Krankheit, und zwar durch die Bewertung eines Individuums und der Reaktion auf das Medikament (Javitt Spencer, Thaker, Winterer, & Hajós, 2008).
Bei der Bewertung nach der Therapie wird die Wirksamkeit der Ernährung und des Eingriffs im Körper einer Person ermittelt. Biomarker werden verwendet, um die Reaktion einer Person auf die Therapie zu bewerten. Mit Hilfe der Biomarker-Bildgebung kann die Konzentration von Arzneimitteln in Geweben gemessen werden (Javitt et al., 2008). Darüber hinaus können die Rezeptorbelegung und die Charakterisierung von Rezeptoren durchgeführt werden, um die Reaktion einer Person auf eine Intervention zu bewerten.
Biomarker werden verwendet, um die Einhaltung der Vorschriften für ein Arzneimittel zu überwachen. Sie sollen den beabsichtigten Zweck erfüllen und die vorgegebenen Vorschriften einhalten. Um die Compliance eines Medikaments zu bestimmen, werden Indikatoren festgelegt, mit denen die biologische Aktivität eines Medikaments vor und nach der Behandlung gemessen werden kann.
Biomarker werden für forensische Zwecke verwendet (Wagner, 2008). Sie werden in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technik eingesetzt, um zivilrechtliche Fakten zu ermitteln. Im Allgemeinen werden sie für verschiedene Zwecke in der klinischen Entwicklung eingesetzt.
Verschiedene Arten von Biomarkern werden für unterschiedliche Zwecke verwendet; daher sind sie einzigartig und haben jeweils einen spezifischen Zweck. Wenn ein Biomarker zum Beispiel die Wirkung eines Medikaments oder einer Therapie messen soll, sollte die Reaktion eine gewisse Korrelation zu den Krankheitssymptomen aufweisen (Wagner, 2008).
Biomarker werden nach ihrer Klassifizierung verwendet: pharmakologische, toxikologische und pathologische Biomarker. Die für pathologische Prozesse verwendeten Indikatoren sind spezifisch und können nicht für toxikologische oder pharmakologische Prozesse verwendet werden.
In der klinischen Versorgung werden Biomarker je nach ihrem Zweck klassifiziert (Javitt et al., 2008). Präventive Biomarker zeigen das Risiko einer Person an, an einer bestimmten Krankheit zu leiden. Diagnostische Indikatoren dienen dazu, Krankheiten in frühen Stadien zu erkennen, bevor Symptome auftreten. Darüber hinaus zeigen prognostische Biomarker die Möglichkeit des Fortschreitens der Krankheit bei einem Patienten an, wenn er die Therapie fortsetzt.
Außerdem gibt es prädiktive Variablen, die das Ansprechen des Patienten auf eine bestimmte Therapie angeben (Zwierzina, 2008). Schließlich geben die therapeutischen Indikatoren die Gesamtzahl der Reaktionen von Patienten an, die sich einer Behandlung unterziehen. Das bedeutet, dass jeder Indikator einzigartig ist und einen bestimmten Zweck erfüllt.
Biomarker werden anhand ihrer Funktion identifiziert. Wenn ein Forscher beispielsweise vermutet, dass eine Krankheit durch die Exposition gegenüber einem bestimmten Toxin verursacht wird, werden Biomarker (Organismen) diesen Toxinen ausgesetzt, und das Ausmaß der Auswirkungen wird ermittelt. In der Onkologie sind die Indikatoren für Krebs Tumore, und ein Forscher scannt deren Größe, um das Ausmaß einer Infektion zu bestimmen (Bleavins et al., 2011).
Neurologen messen das Auftreten von Multipler Sklerose, um die Alzheimer-Krankheit zu beurteilen. Röntgenaufnahmen werden gemacht, um die Auswirkungen von Muskel-Skelett-Erkrankungen wie Arthritis und Frakturen festzustellen.
Wenn der Zweck eines Biomarkers darin besteht, die Reaktion auf eine bestimmte Intervention zu messen, dann wird ein Organismus einem bestimmten Medikament unterzogen. Verschiedene Krankheiten haben verschiedene Biomarker, zum Beispiel sind Tumore Biomarker für Krebs (Bleavins et al., 2011).
Ein Surrogatendpunkt kann als ein Indikator definiert werden, der einen klinischen Endpunkt ersetzt. Er wird auch als Reserve-Biomarker bezeichnet. Ein klinischer Endpunkt ist ein Indikator, der die allgemeine Funktion eines Patienten anzeigt. So wirkt sich beispielsweise der Blutdruck nicht auf jeden Patienten aus, wird aber in der klinischen Entwicklung als Risikofaktor für Krankheiten wie Schlaganfall und Herzinfarkt angesehen (Javitt et al., 2008).
Pharmakodynamische Marker sind Indikatoren für die Überwachung der biologischen Auswirkungen eines Arzneimittels. Sie werden bei der Entscheidungsfindung in den frühen Phasen der Arzneimittelentwicklung eingesetzt. Sie werden zur Festlegung von Dosen und Dosierungen in der präklinischen und klinischen Entwicklung eines Arzneimittels verwendet. Pharmakodynamische Marker sind ein Spiegelbild pharmakologischer Reaktionen (Wagner, 2008).
Surrogat-Endpunkte und Pharmakodynamik sind in der Arzneimittelentwicklung nützlich. Ein Surrogat-Endpunkt ist kein unabhängiger Marker für sich selbst. Er kann extrinsisch oder intrinsisch sein. Er ist ein Ersatz. Außerdem können sie bei der Vorhersage der erwarteten klinischen Ergebnisse im Arzneimittelentwicklungsprozess verwendet werden (Wagner, 2008).
Der größte Nachteil von Surrogatendpunkten ist, dass sie lange Nachbeobachtungszeiten erfordern und nicht unabhängig sind. Pharmakodynamische Endpunkte werden durch nichtmedikamentöse Ereignisse ausgelöst und haben viele Einschränkungen (Bleavins et al., 2011).
Einer der Gründe, warum diese beiden Biomarker in Studien keine Rolle spielen, ist, dass Surrogate in klinischen Entwicklungen keinen Weg für den Krankheitsprozess darstellen. Darüber hinaus reagieren sie nicht empfindlich auf eine bestimmte Intervention. Dies bedeutet, dass sie einen falschen Eindruck von einer Intervention vermitteln können.
Surrogate sind wichtig, wenn ein bestimmter Prozess gut bekannt ist und die erwarteten Ergebnisse sicher sind (Bleavins et al., 2011). Die Validierung von Surrogaten ist in gewisser Weise schwierig. Sie sind für einige klinische Entwicklungen wichtig, aber nicht für alle. Aus diesen Gründen werden Surrogate und pharmakodynamische Biomarker in Studien nicht besonders hervorgehoben.
Referenzen
Bleavins, M. R., Carini, C., Jurima-Romet, M., & Rahbari, R. (Eds.). (2011). Biomarkers in drug development: a handbook of practice, application, and strategy. Wiley.
Javitt, D. C., Spencer, K. M., Thaker, G. K., Winterer, G., & Hajós, M. (2008). Neurophysiologische Biomarker für die Arzneimittelentwicklung bei Schizophrenie. Nature Reviews Drug Discovery, 7(1), 68-83.
Wagner, J. A. (2008). Strategischer Ansatz für zweckmäßige Biomarker in der Arzneimittelentwicklung. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 48, 631-651.
Zwierzina, H. (2008). Biomarker in der Arzneimittelentwicklung. Annals of oncology, 19(suppl 5), v33-v37.