Biologische Arzneimittel haben die Behandlung vieler schwerer und chronischer Erkrankungen revolutioniert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Arzneimitteln wie Aspirin, Ibuprofen oder vielen Antibiotika, die in der Regel durch chemische Synthese hergestellt werden, werden biologische Arzneimittel aus lebenden Organismen oder biologischen Systemen gewonnen. Sie umfassen ein breites Spektrum an Arzneimitteln, von relativ einfachen Proteinen wie Insulin und Wachstumshormon bis hin zu hochkomplexen monoklonalen Antikörpern und fortschrittlichen zell- und genbasierten Therapien.
Biologische Arzneimittel werden mittlerweile in großem Umfang zur Behandlung von Krebs, rheumatoider Arthritis, Psoriasis, entzündlichen Darmerkrankungen, Asthma, Diabetes, Multipler Sklerose und einer Vielzahl seltener Erkrankungen eingesetzt. Die Europäische Arzneimittelagentur (EMA) weist darauf hin, dass Biologika besonders wichtig für chronische und oft zu Behinderungen führende Erkrankungen wie Diabetes, Autoimmunerkrankungen und Krebs sind.
Was sind Biologika?
Ein biologisches Arzneimittel ist ein Arzneimittel, dessen Wirkstoff aus einer biologischen Quelle stammt. Diese Quelle kann ein Mensch, ein Tier oder ein Mikroorganismus sein, einschließlich Bakterien oder Hefen, oder das Arzneimittel kann unter Verwendung lebender Zellen und mithilfe der Biotechnologie hergestellt werden.
Biologische Arzneimittel können Proteine, Zucker, Nukleinsäuren, Zellen, Gewebe oder Kombinationen dieser Substanzen enthalten. In der klinischen Praxis enthalten viele der heute verwendeten biologischen Arzneimittel Proteine. Ihre Strukturen reichen von relativ kleinen Proteinen wie Insulin und Wachstumshormon bis hin zu viel größeren und komplexeren Molekülen wie monoklonalen Antikörpern.
Gängige Beispiele für biologische Arzneimittel
Es gibt Hunderte von biologischen Arzneimitteln, die bereits im Einsatz sind oder sich in der Entwicklung befinden. Im Folgenden sind Beispiele für in Europa und den Vereinigten Staaten weit verbreitete biologische Arzneimittel aufgeführt.
| Generischer Name | Handelsname | Hauptanwendungsgebiete |
| Adalimumab | Humira | Behandlung von rheumatoider Arthritis, Psoriasis, Psoriasis-Arthritis, Morbus Crohn und Colitis ulcerosa |
| Etanercept | Enbrel | Zur Behandlung von rheumatoider Arthritis, Psoriasis-Arthritis, Psoriasis und axialer Spondyloarthritis |
| Infliximab | Remicade | Zur Behandlung von rheumatoider Arthritis, entzündlichen Darmerkrankungen, Psoriasis und anderen entzündlichen Erkrankungen |
| Ustekinumab | Stelara | Behandlung von Psoriasis, Psoriasis-Arthritis, Morbus Crohn und Colitis ulcerosa |
| Secukinumab | Cosentyx | Zur Behandlung von Psoriasis, Psoriasis-Arthritis und axialer Spondyloarthritis |
| Tocilizumab | Actemra/RoActemra | Behandlung von rheumatoider Arthritis, Riesenzellarteriitis und anderen entzündlichen Erkrankungen |
| Rituximab | Rituxan/MabThera | Zur Behandlung von B-Zell-Lymphomen, chronischer lymphatischer Leukämie, rheumatoider Arthritis und anderen Immunerkrankungen |
| Trastuzumab | Herceptin | Zur Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs und Magenkrebs |
| Bevacizumab | Avastin | Behandlung verschiedener Krebsarten, darunter Darm-, Lungen-, Nieren- und Eierstockkrebs |
| Pembrolizumab | Keytruda | Zur Behandlung zahlreicher Krebsarten, darunter Lungenkrebs, Melanom und verschiedene andere Tumoren |
| Omalizumab | Xolair | Zur Behandlung von allergischem Asthma, chronischer spontaner Urtikaria und anderen zugelassenen allergischen Erkrankungen |
| Dupilumab | Dupixent | Behandlung von atopischer Dermatitis, Asthma, chronischer Rhinosinusitis mit Nasenpolypen und anderen Typ-2-Entzündungskrankheiten |
| Filgrastim | Neupogen | Vorbeugung und Behandlung von chemotherapiebedingter Neutropenie |
| Epoetin alfa | Epogen/Procrit; in einigen Märkten Eprex) | Behandlung von Anämie im Zusammenhang mit chronischer Nierenerkrankung und bestimmten Krebsarten |
| Insulin Glargin | Lantus | Behandlung von Diabetes mellitus |
| Somatropin | Genotropin, Humatrope | Behandlung von Wachstumshormonmangel und bestimmten Wachstumsstörungen |
Wie wirken biologische Arzneimittel?
Verschiedene biologische Arzneimittel haben unterschiedliche Wirkmechanismen. Ihre Wirkung hängt von dem jeweiligen biologischen Molekül, der Zelle oder dem Signalweg ab, auf den sie abzielen.
Viele moderne Biologika wirken, indem sie einen bestimmten biologischen Prozess, der an der Erkrankung beteiligt ist, präzise modifizieren.
Monoklonale Antikörper
Eine der wichtigsten Gruppen sind die monoklonalen Antikörper. Dabei handelt es sich um im Labor hergestellte Antikörper, die darauf ausgelegt sind, ein bestimmtes Zielmolekül zu erkennen.
Beispiel:
- Adalimumab (Humira) blockiert den Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) – ein entzündungsförderndes Signalprotein. Eine Verringerung der TNF-α-Aktivität kann Entzündungen bei Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis, Psoriasis und entzündlichen Darmerkrankungen lindern.
- Ustekinumab (Stelara) zielt auf die an Entzündungen beteiligten Interleukin-12- und Interleukin-23-Signalwege ab.
- Omalizumab (Xolair) bindet an Immunglobulin E (IgE) und reduziert so einen wichtigen Bestandteil allergischer Entzündungen.
- Rituximab (Rituxan/MabThera) zielt auf CD20 auf B-Lymphozyten ab, was zu einer Verringerung dieser Zellen führt und die abnormale Immunaktivität modifiziert.
- Trastuzumab (Herceptin) bindet an den HER2-Rezeptor bestimmter Krebszellen und unterbricht die Signalübertragung, die das Tumorwachstum fördert.
- Pembrolizumab (Keytruda) blockiert den PD-1-Immun-Checkpoint und hilft dem Immunsystem so, bestimmte Krebszellen zu erkennen und anzugreifen.
Anstatt also einfach viele Zellen im gesamten Körper zu beeinflussen, sind einige biologische Arzneimittel darauf ausgelegt, auf ein bestimmtes Molekül, einen bestimmten Rezeptor, einen bestimmten Zelltyp oder einen bestimmten Signalweg einzuwirken.
Ersatz fehlender Proteine
Manche biologischen Arzneimittel wirken, indem sie eine Substanz ersetzen, die der Körper nicht in ausreichender Menge produzieren kann.
Insulin ist ein bekanntes Beispiel. Menschen mit Typ-1-Diabetes benötigen Insulin, da ihre Betazellen in der Bauchspeicheldrüse nur wenig oder gar kein Insulin produzieren. Insulinpräparate ersetzen dieses lebenswichtige Hormon und ermöglichen so die Regulierung des Blutzuckerspiegels.
In ähnlicher Weise kann Somatropin – eine rekombinante Form des menschlichen Wachstumshormons – das Wachstumshormon bei Menschen mit bestimmten Wachstumshormonmängeln ersetzen.
Anregung oder Unterstützung der Blutkörperchenbildung
Andere biologische Arzneimittel ahmen natürlich vorkommende Wachstumsfaktoren nach.
Filgrastim (Neupogen) ist eine rekombinante Form des Granulozyten-Kolonie-stimulierenden Faktors (G-CSF). Es regt das Knochenmark zur Bildung von mehr Neutrophilen an und trägt so dazu bei, das Infektionsrisiko im Zusammenhang mit einer schweren, durch Chemotherapie verursachten Neutropenie zu senken.
Epoetin alfa wirkt ähnlich wie das körpereigene Erythropoetin und regt die Bildung roter Blutkörperchen an. Es kann daher zur Behandlung bestimmter Formen der Anämie eingesetzt werden.
Welche Krankheiten werden mit biologischen Arzneimitteln behandelt?
Das Spektrum der mit biologischen Arzneimitteln behandelten Krankheiten hat sich drastisch erweitert. Zu den wichtigsten Therapiebereichen gehören:
Autoimmun- und Entzündungskrankheiten
Biologika spielen eine besonders wichtige Rolle bei der Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine überaktive oder fehlgeleitete Immunreaktion chronische Entzündungen verursacht.
Beispiele hierfür sind:
- Rheumatoide Arthritis
- Psoriasis-Arthritis
- Spondylitis ankylosans und axiale Spondyloarthritis
- Plaque-Psoriasis
- Morbus Crohn
- Colitis ulcerosa
- Atopische Dermatitis
- Bestimmte Formen der Vaskulitis
- Andere Autoimmun- und Entzündungserkrankungen.
Beispielsweise reduzieren TNF-Hemmer wie Adalimumab, Etanercept und Infliximab die Entzündungssignale. Biologika zur Behandlung der rheumatoiden Arthritis greifen in bestimmte chemische Vorgänge ein, die an der Immunaktivierung beteiligt sind.
Krebs
Biologische Arzneimittel sind mittlerweile ein wichtiger Bestandteil der Krebsbehandlung.
Einige biologische Arzneimittel greifen direkt in krebsbezogene Proteine ein, während andere das Immunsystem stimulieren oder es gegen Krebszellen umlenken.
Beispiele hierfür sind:
- Trastuzumab (Herceptin) bei HER2-positiven Krebserkrankungen
- Rituximab (Rituxan/MabThera) bei bestimmten B-Zell-Malignomen
- Bevacizumab (Avastin), das den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) hemmt und die Bildung von Tumorgefäßen einschränken kann
- Pembrolizumab (Keytruda) – ein Immun-Checkpoint-Hemmer, der bei vielen Krebsarten eingesetzt wird.
Allergische und Atemwegserkrankungen
Biologika haben bei der Behandlung von schwerem Asthma und anderen allergischen oder entzündlichen Atemwegserkrankungen zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Beispiele hierfür sind:
- Omalizumab (Xolair)
- Mepolizumab (Nucala)
- Benralizumab (Fasenra)
- Dupilumab (Dupixent)
- Tezepelumab (Tezspire).
Diese Arzneimittel zielen auf verschiedene Komponenten der Typ-2-Entzündung ab und sind in der Regel bestimmten Patienten vorbehalten, deren Erkrankung mit einer Standardtherapie nicht ausreichend kontrolliert werden kann.
Diabetes und Hormonstörungen
Biologische Arzneimittel wie Insulin werden bereits seit Jahrzehnten eingesetzt.
Es stehen verschiedene Insulinpräparate mit unterschiedlicher Wirkdauer zur Verfügung, darunter schnell wirkende, kurz wirksame, mittelwirksame und langwirksame Präparate. Andere biologische Hormontherapien werden zur Behandlung von Erkrankungen eingesetzt, die mit einem Mangel an natürlich vorkommenden Hormonen einhergehen.
Warum sind biologische Arzneimittel so wichtig?
Einer der größten Vorteile biologischer Arzneimittel ist ihre Spezifität.
Viele konventionelle Medikamente beeinflussen biochemische Signalwege im gesamten Körper. Biologika können hingegen so entwickelt werden, dass sie ein bestimmtes Protein, einen bestimmten Rezeptor oder einen bestimmten Zelltyp erkennen. Dadurch können Forscher in Krankheitsmechanismen eingreifen, die zuvor nur schwer oder gar nicht zu beeinflussen waren.
Bei Patienten mit schweren Autoimmunerkrankungen kann beispielsweise die Blockade eines einzigen Entzündungsmoleküls manchmal zu einer erheblichen Verbesserung führen, wenn herkömmliche Medikamente versagt haben. Bei Krebserkrankungen können biologische Arzneimittel spezifische Merkmale von Tumorzellen identifizieren oder hemmende Signale beseitigen, die das Immunsystem daran hindern, den Krebs anzugreifen.
Spezifität bedeutet jedoch nicht, dass biologische Arzneimittel keine Nebenwirkungen verursachen. Der biologische Signalweg, auf den abgezielt wird, kann auch an anderen Stellen im Körper wichtige Funktionen erfüllen.
Nebenwirkungen von biologischen Arzneimitteln
Dies sind häufige Nebenwirkungen von biologischen Arzneimitteln.
1. Infektionen
Eine der größten Sorgen ist eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen, insbesondere bei biologischen Arzneimitteln, die die Immunfunktion unterdrücken oder verändern.
Bei Patienten können leichte Infektionen wie Infektionen der oberen Atemwege auftreten, doch manche biologischen Arzneimittel erhöhen das Risiko für schwere oder opportunistische Infektionen. Bestimmte immunmodulierende Arzneimittel können zudem die Reaktivierung zuvor ruhender Infektionen begünstigen.
Beispielsweise können TNF-Hemmer die Anfälligkeit für Infektionen erhöhen und bei Menschen mit einer latenten Infektion mit einer Reaktivierung der Tuberkulose in Verbindung stehen. Adalimumab kann das Infektionsrisiko erhöhen, während Biologika zur Behandlung der rheumatoiden Arthritis manchmal zu einer Reaktivierung der Tuberkulose führen.
2. Reaktionen an der Injektionsstelle
Biologische Arzneimittel, die unter die Haut injiziert werden, können lokale Reaktionen hervorrufen, darunter Schmerzen, Hautrötungen, Schwellungen, Juckreiz oder leichte Reizungen. Diese Reaktionen sind oft vorübergehend.
3. Infusionsreaktionen
Einige Biologika werden intravenös verabreicht. Bei Patienten kann es während oder kurz nach der Infusion zu einer Reaktion kommen. Zu den möglichen Reaktionen gehören:
- Fieber oder Schüttelfrost
- Kopfschmerzen
- Hautrötung
- Hautausschlag
- Übelkeit
- Blutdruckschwankungen
- Atemnot.
Die meisten Reaktionen sind behandelbar, doch gelegentlich können auch schwere Reaktionen auftreten. Monoklonale Antikörper verursachen häufig Infusionsreaktionen.
4. Allergische Reaktionen und Anaphylaxie
Da biologische Arzneimittel aus Proteinen oder anderen komplexen biologischen Substanzen bestehen, kann das Immunsystem sie manchmal als Fremdstoffe erkennen.
Dies kann zu Überempfindlichkeitsreaktionen führen, die von leichten Hautausschlägen bis hin zu schwerer Anaphylaxie reichen. So ist beispielsweise eine schwere allergische Reaktion eine seltene, aber potenziell lebensbedrohliche Nebenwirkung von Adalimumab.
5. Auswirkungen auf die Blutzellen
Einige biologische Arzneimittel können die Anzahl der Blutzellen beeinflussen. Je nach Arzneimittel können bei Patienten Neutropenie, Lymphopenie, Anämie oder Thrombozytopenie auftreten.
Dies ist ein Grund, warum bei bestimmten biologischen Arzneimitteln regelmäßige Blutuntersuchungen erforderlich sind.
6. Auswirkungen auf die Leber und andere Organe
Einige biologische Arzneimittel können zu Abweichungen der Leberenzymwerte führen oder andere Organe beeinträchtigen. Die Wahrscheinlichkeit hängt stark vom jeweiligen Arzneimittel ab.
Aus diesem Grund überwachen Ärzte während der Behandlung möglicherweise das Blutbild, die Leberfunktion, die Nierenfunktion oder andere Laborwerte.
7. Komplikationen des Immunsystems
Da viele biologische Arzneimittel das Immunsystem gezielt beeinflussen, können gelegentlich ungewöhnliche Immunreaktionen auftreten. Einige Arzneimittel verursachen neue Autoimmunphänomene oder andere immunvermittelte Komplikationen.
8. Langzeitrisiken
Einige biologische Arzneimittel wurden auf mögliche Zusammenhänge mit bösartigen Tumoren und anderen schwerwiegenden Langzeitkomplikationen untersucht. Diese Risiken lassen sich nur schwer einschätzen, da Patienten, die biologische Arzneimittel erhalten, häufig bereits an Erkrankungen leiden, die ihrerseits das Infektions- und Krebsrisiko beeinflussen, und da viele biologische Arzneimittel unterschiedliche Wirkmechanismen aufweisen.
Folglich sollte ein für ein bestimmtes biologisches Arzneimittel berichtetes Risiko nicht automatisch auf jedes biologische Arzneimittel übertragen werden. Die Evidenz muss für das jeweilige Arzneimittel und die zu behandelnde Erkrankung bewertet werden.
Was sind Biosimilar-Arzneimittel?
Die Entwicklung von Biosimilar-Arzneimitteln gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Patente und behördliche Schutzmaßnahmen für originale biologische Arzneimittel auslaufen.
Ein Biosimilar ist ein biologisches Arzneimittel, das einem bereits zugelassenen biologischen Referenzarzneimittel in hohem Maße ähnlich ist. Es muss nachgewiesen werden, dass im Vergleich zum Referenzarzneimittel keine klinisch bedeutsamen Unterschiede hinsichtlich Sicherheit, Qualität und Wirksamkeit bestehen.
Ein Biosimilar unterscheidet sich daher von einem herkömmlichen Generikum. Bei einem herkömmlichen Arzneimittel, wie beispielsweise einem einfachen niedermolekularen Wirkstoff, können Hersteller in der Regel denselben Wirkstoff reproduzieren. Die komplexen dreidimensionalen Strukturen und Herstellungsprozesse von biologischen Arzneimitteln machen eine exakte Nachbildung jedoch unmöglich.
Die zunehmende Verfügbarkeit von Biosimilar-Arzneimitteln erweitert die Behandlungsmöglichkeiten und senkt die Kosten für biologische Arzneimittel, sodass die Gesundheitssysteme mehr Patienten behandeln können.
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