Synthetische Arzneimittel

Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden die meisten wirksamen Medikamente aus Pflanzen gewonnen. Mittlerweile werden sie nach den in chemischen Labors und Forschungszentren ausgearbeiteten Formeln industriell hergestellt. Die Ursprünge der Arzneimittelindustrie
Im späten 19. Jahrhundert entwickelte sich langsam das Verständnis für die chemischen Strukturen. Besonders in Deutschland synthetisierten Forscher neue organische Substanzen auf der Grundlage des Kohlenstoffs. Natürlich führten die Versuche, bestimmte in Pflanzen vorkommende Stoffe im Labor nachzuahmen, oft genug zu Fehlschlagen und manchmal zu völlig unerwarteten Ergebnissen. Der erste synthetische Farbstoff, das Mauvein, war z. B. ein solches Zufallsprodukt. Es entstand 1856 bei dem Versuch des englischen Chemikers William Perk (1838-1907), Chinin herzustellen. Perkins Entdeckung begründete die Farbenindustrie. Wenige Jahrzehnte später wurden bereits Hunderte synthetischer Farben produziert. Seltsamerweise entwickelte sich wiederum aus dieser Farbenindustrie die moderne Chemotherapie (Behandlung von Krankheiten mit synthetisch hergestellten Arzneimitteln). Der deutsche Wissenschaftler Paul Ehrlich (1854-1915) entdeckte bei mikroskopischen Untersuchungen, dass einige Farbstoffe nur bestimmte Gewebe färben. Daraus folgerte er, dass man mit Hilfe von Farbstoffen krankmachende Mikroorganismen selektiv zerstören könne. Ehrlich testete 500 verschiedene Farbstoffe an Mäusen, die mit Trypanosomen (Erreger der Schlafkrankheit) infiziert waren ohne Erfolg. Dann versuchte er es mit farbstoffähnlichen Substanzen, die zusätzlich Arsenkomponenten enthielten. Dabei entdeckte er die »Substanz 606«, später Salvarsan genannt. Sie war zwar unwirksam gegen Trypanosomen, aber wirksam gegen die Erreger der Syphilis. 1910 wurde das Medikament Salvarsan zum ersten Mal industriell hergestellt. Sulfonamide und Penicillin
Einem anderen deutschen Wissenschaftler, Gerhard Domagk (1895-1964), gelang die zweite große Entdeckung auf dem Gebiet der modernen Arzneimittelherstellung. In den frühen dreißiger Jahren fand er heraus, dass der rote Farbstoff Prontosil bakteriostatische Wirkung hat (d. h. er hemmt die Vermehrung von Bakterien im Blut). Bis zu diesem Zeitpunkt waren chirurgisch behandelte Patienten nach der Operation besonders durch Wundinfektionen und Blutvergiftung (Sepsis) gefährdet gewesen. Bald darauf entdeckten französische Forscher, dass nur ein Teil des Prontosil-Moleküls, nämlich das Sulfanilamid, wirksam ist. Gegen Ende der dreißiger Jahre hatten die sogenannten Sulfonamide die postoperative Sterblichkeit merklich herabgesetzt. 1938 schließlich wurde eine Variante des Sulfanilamids entdeckt: das gegen Tuberkulose wirksame Sulfapyridin. Etwa um dieselbe Zeit wurden die bakteriostatischen Eigenschaften des Penicillins durch den Engländer Alexander Fleming (1881-1955) entdeckt. Penicillin wird von Schimmelpilzen gebildet. Howard Florey (1898-1968) und Ernst Chain (1906-1979) widmeten in England dem Penicillin weitere Forschungen. Im II. Weltkrieg begann man mit der industriellen Herstellung dieses Stoffes. Damit war das Zeitalter der Antibiotika angebrochen, das eine Wende für die gesamte Medizin bedeutete. Man fand heraus, dass viele Mikroorganismen chemische Substanzen enthalten, mit denen sie das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen können. 1943 wurde das Streptomycin entdeckt. Seither hat man Dutzende neuer Antibiotika gewonnen. Meistens ist es billiger, die Mikroorganismen zu züchten und dann die gewünschten Wirkstoffe zu extrahieren, als sie laborchemisch zu synthetisieren. In den sechziger Jahren wurde ein halbsynthetisches Herstellungsverfahren für Penicillin entwickelt. 1959 hatte man nämlich das gemeinsame Grundgerüst aller Penicilline, die 6-Amino-Penicillansäure, isoliert. Lässt man diese Säure mit verschiedenen organischen Molekülen reagieren, kann man Penicilline herstellen, die in der Natur nicht vorkommen. Solche Penicilline haben besondere therapeutische Bedeutung, weil sie z. T. Erreger angreifen, die gegenüber natürlichen Penicillinen bereits resistent sind. Modifikation und Vollsynthetisierung
Das Prinzip, natürlich vorkommende Moleküle chemisch abzuwandeln (zu modifizieren), ist in der pharmazeutischen Industrie weit verbreitet. Ovulationshemmer z. B. wurden in den frühen sechziger Jahren aus chemischen Varianten der um 1930 isolierte weibliche Geschlechtshormone Ostrogen und Gestagen entwickelt. Die großen Mengen oraler Antikonzeptiva, die heute im Gebrauch sind, leiten sich von einem modifizierten Grundstoff her, der aus wilden Jamswurzeln gewonnen wird. Andere Naturprodukte, wie bestimmte Vitamine oder das Hormon Adrenalin, können inzwischen vollsynthetisch hergestellt werden. Adrenalin gehört zur Gruppe der Phenylamine, genau wie Ephedrin, ein altes chinesisches Heilmittel, das heute zur Asthmatherapie verwendet wird und außerdem in manchen »Aufputschmitteln« enthalten ist. Viele rein synthetische Medikamente, etwa die Barbiturate (Schlafmittel), wurden zufällig entdeckt. Unvorhergesehene Nebenwirkungen – man denke an die Contergan-Kinder – verlangen eine strenge Überwachung des Arzneimittelmarktes und die sorgfältige Erprobung neuer Präparate, bevor sie auf den Markt gelangen. Viele Regierungen haben zu diesem Zweck besondere Institutionen geschaffen.