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Quelle: Nordwest-Zeitung, Oldenburg
 

PORTRÄT

Mit Rechenleistung gegen Tierversuche

Computer-Modell testet Medikamente zuverlässiger als jedes Labor

Der Emder Wolfgang Boomgaarden hat acht Jahre lang geforscht. Jetzt weißt er: Tierversuche sind gar nicht so sinnvoll, wie behauptet wird.

von Karsten Krogmann
 

Am Rechner: Wolfgang Boomgaarden hat für seine Firma PharmaInformatic eine Datenbank entwickelt, die die Welt vielleicht ein bisschen besser machen kann.
Bild: Karsten Krogmann

Emden/Oldenburg - Er tippte mal wieder Zahlen in seinen Computer, so wie er es jeden Tag seit acht Jahren tat, da fiel ihm plötzlich etwas auf: Das hier war nicht nur Wissenschaft, es ging auch nicht bloß um ein Geschäft. Nein, hier entstand etwas, das die Welt ein bisschen besser machen kann.

Die Welt, das ist er zunächst einmal selbst: Dr. Wolfgang Boomgaarden, 44 Jahre alt, verheiratet, zwei Kinder, Chef und einziger Angestellter der Firma PharmaInformatic.

Boomgaarden hat kein Auto, er fährt nicht in den Urlaub, er lebt in einem schmalen Backsteinhaus zur Miete. “Meine Kinder sind auch nicht sehr anspruchsvoll”, sagt er fröhlich. Das dürfen sie auch nicht sein, weil Vater ja nicht mehr als Professor arbeitet, sondern jeden Tag Zahlen in den PharmaInformatic-Computer hämmert. “Wir sind nicht reich”, gibt Boomgaarden zu. Am Anfang seiner Karriere hatte er zum Glück ein paar Preise gewonnen, das Preisgeld konnte er zurücklegen; seine Frau arbeitet im Kindergarten.

Fast 3 Millionen Tiere

Aber die Welt, das sind natürlich nicht nur die Boomgaardens und Ostfriesland, das sind auch die riesigen Pharmakonzerne in Leverkusen, Darmstadt oder Ingelheim. Allein in Deutschland stecken sie jährlich 5,2 Milliarden Euro in die Entwicklung von neuen Medikamenten. Ihre Forscher stellen Substanzen her, die zum Beispiel ein neues Antibiotikum werden könnten – wenn sie denn wirken. Weil die allermeisten Medikamente oral eingenommen, also geschluckt werden, müssen die Pharmafirmen herausfinden: Wie viel von meinem Wirkstoff kommt eigentlich im Blutkreislauf an? Der Fachbegriff dafür lautet: “orale Bioverfügbarkeit”.

Getestet wird die orale Bioverfügbarkeit an Tieren. Im Jahr 2011 gab es laut Zahlen des Deutschen Tierschutzbundes insgesamt Versuche an 2 911 705 Tieren; bei knapp 900 000 ging es um Experimente für die Human- und Veterinärmedizin. Der Verband Forschender Arzneimittelhersteller (VFA) betont: “Wirkstoff-Kandidaten, die sich im Tierversuch nicht bewähren, werden ausgemustert und gar nicht mehr mit Menschen erprobt!” Weltweit kommen jährlich 25 bis 35 Medikamente mit neuen Wirkstoffen auf den Markt.

In den Pharmalabors müssen die Tiere den Wirkstoff schlucken. Später nehmen die Forscher ihnen Blut ab, um nachzuschauen, wie viel Wirkstoff dort angekommen ist. Die meisten Versuchstiere sind Mäuse, Ratten oder Kaninchen. Aber auch an Hunde, Schweinen oder Affen wird die orale Bioverfügbarkeit von Medikamenten getestet.

Wolfgang Boomgaarden hat noch nie mit Tieren gearbeitet, er kennt sich besser mit Computern aus.

Er sitzt da in dem Backsteinhaus vor einer leicht angestoßenen Schreibtischplatte, “ach”, sagt er etwas verlegen, “die stammt noch aus meiner Studentenzeit”. Das war damals in Oldenburg oder Manchester oder Marburg oder Bonn, als er Chemie studierte. Später arbeitete er in Berlin mit künstlicher Intelligenz und lehrte in Emden Bioinformatik, und weil er sich in all diesen Fachgebieten auskannte, wusste er: Wenn ich einen Computer mit allen bekannten Daten zur Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen füttern würde, könnte ich künstliche Intelligenz anlernen, die Wirksamkeit neuer Stoffe zu berechnen.

5000 Veröffentlichungen

Die Sache hatte allerdings einen Haken: die Daten.

Boomgaarden wertete mehr als 5000 wissenschaftliche Texte zur Bioverfügbarkeit aus, die in den vergangenen 100 Jahren veröffentlicht wurden. Acht Jahre lang tippte er Daten in seinen Computer ein: Wie sieht der Molekülaufbau aus? In welchem Tier wurde die Substanz getestet? Welche Menschen haben an den anschließenden Erprobungen teilgenommen? Waren sie gesund? “Das war schon ein bisschen einsam”, gibt er zu. “Aber es hat mich auch gereizt.” Manchmal musste er mit anderen Wissenschaftlern in Kontakt treten, um nachzurecherchieren. Manchmal musste er auch einfach nur Zahlen nachrechnen, wieder und wieder.

Aber dann hatte er 8296 Werte in seiner Datenbank. Er nannte sie “PACT-F”, und sie sollte Pharmafirmen künftig helfen, die Bioverfügbarkeit zu erforschen: Welche Faktoren beeinflussen sie? Welche molekularen Muster erhöhen oder reduzieren sie?

Vor allem können die Firmen nun erstmals sehen, wie sinnvoll ihre Tierversuche eigentlich sind. Ein Beispiel, das Antibiotikum Ciprofloxacin: Die Bioverfügbarkeit lag bei Ratten in den Tests bei 18 Prozent. Beim Hund waren es über 40, beim Affen unter 30, beim Kalb 52 Prozent. Und beim Menschen – 71 Prozent.

Boomgaarden errechnete einen Fehlerwert, das ging so: Wenn beim Menschen die Bioverfügbarkeit 50 Prozent beträgt und bei der Ratte 30 Prozent, dann liegt der Fehler bei 20. “Durchschnittlich lag der Fehler bei Tierversuchen zwischen 24 und 27”, sagt Boomgaarden, “das ist ein ziemlich hoher Wert.”

Endlich mehr Zeit

Die Datenbank “PACT-F” ergänzte Boomgaarden um das Expertensystem “IMPACT-F”. Damit sollen die Firmen nun die Bioverfügbarkeit von künftigen Wirkstoffen errechnen.

Er lächelt: “Bei meinem System liegt der Fehlerwert durchschnittlich bei 16.” Der Wert ist nicht nur deutlich besser als bei Tierversuchen, er ist auch besser, als er sich anhört: Zwischen 15 und 19 liegen die Abweichungen auch bei verschiedenen Menschen im Experiment. “Jetzt haben wir den Beweis, dass Computer-Modelle verlässlicher sind als Tierversuche”, freut sich Boomgaarden. Eine Welt ohne Tierversuche – “das wär’ doch was!”

Es wird Zeit für einen kurzen Werbeblock, denn auch die Welt des Dr. Wolfgang Boomgaarden darf nun ein bisschen besser werden. Sein Computer-Modell hilft Geldsparen; Boomgaarden schätzt die Kosten pro Tierversuch auf mindestens 5000 Euro. Es hilft Zeitsparen, denn der Computer ist schneller als ein Tierversuch. Es hilft Materialsparen; die Substanzen müssen nicht mehr eigens hergestellt werden, es reicht die bloße Formel.

“Jetzt kommt der Geschäftsteil”, sagt Boomgaarden also. Er muss sein Produkt vermarkten, gleich nach der ersten Veröffentlichung haben verschiedene Pharmafirmen bereits Interesse angemeldet. Er wird jetzt wieder mehr unter die Leute gehen, vielleicht kommt er sogar wieder zum Gitarrespielen, “ich hatte ja keine Zeit dafür”. Vor allem aber: Er fühlt sich prima. Weil er diesmal viel mehr geschafft hat als seine Arbeit.

Quelle: Nordwest-Zeitung, Oldenburg
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   5-6 April 2017,  Deutsche Biotechnologietage 2017

   Vortrag von Dr. Boomgaarden zum Thema:

   “Künstliche Intelligenz ersetzt Tierversuche: Wirkstoff-Optimierung mit IMPACT-F”

   5.04.2017, 13:30 - 15:00 Uhr, Convention Center, Messegelände Hannover

   Weitere Informationen: Deutsche Biotechnologietage 2017
 

The German newspaper Emder Zeitung published a detailed report about PharmaInformatic and on the development of the knowledge base PACT-F:

Read article in Emder Zeitung

Quelle: Ostfriesen Zeitung

Further Links:
PACT-F Drug Design Drug discovery Drug development Cheminformatics ADME   Pharmacokinetics Computational chemistry Molecular modeling Preclinical  Research

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Selection and prioritisation of lead compounds for the treatment of autoimmune and inflammatory diseases based on estimated oral bioavailability in humans with IMPACT-F (more).

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