Prüfstrategien für Humanarzneimittel mit Wirkungen bei niedrigen Konzentrationen

In den letzten Jahren wurden dank verbesserter Analysemethoden eine Vielzahl von Medikamenten im Abwasser, im Oberflächenwasser und Grundwasser im Konzentrationsbereich von Nanogramm bis Mikrogramm pro Liter nachgewiesen. Mögliche Effekte dieser Stoffe auf die Umwelt sind bisher aber noch kaum bekannt. Seit 2006 ist die neue Richtlinie der European Medicines Agency (EMEA) zur Umweltbeurteilung von neuen Arzneimitteln in Kraft. Danach wird ihr Umweltrisiko in einem zweistufigen Verfahren bestimmt. In der ersten Stufe wird die potentielle Umweltkonzentration eines Medikamentes abgeschätzt. Liegt diese unter 0.01 Mikrogramm pro Liter, wird das Medikament als unbedenklich für die Umwelt eingestuft. Wenn die Konzentration den Schwellenwert von zehn Nanogramm pro Liter überschreitet, sind experimentelle Studien zum Verbleib und zur Wirkung des Arzneimittels in der Umwelt durchzuführen. Da es jedoch Medikamente wie Ethinylestradiol und Levonorgestrel gibt, die Effekte auf aquatische Organismen unterhalb des Schwellenwertes ausüben, müssen diese identifiziert werden. Bisher gibt es aber keine Kriterien, anhand derer solche Substanzen identifiziert werden können.

Ziel dieses Vorhaben ist es, solche hochaktiven Substanzen anhand vorhandener Daten und der wissenschaftlichen Literatur zu identifizieren. Des Weiteren wird ein neues Konzept erarbeitet, anhand dessen hochaktive Substanzen identifiziert werden können. Dabei werden Kriterien definiert. Das neue Konzept basiert auf dem Wirkmechanismus der Substanz. Zudem wird der Grad der Homologie zwischen dem Zielrezeptor beim Menschen und dem potentiellen Rezeptor bei Organismen in der Umwelt betrachtet. Ein weiteres Kriterium ist die Bedeutung des durch den beteiligten Rezeptor regulierten Signalwegs in der Zelle und des Stoffwechselwegs. Dabei werden wichtige biologische und physiologische Prozesse definiert. Zudem werden toxikologische Daten mit berücksichtigt. Das neue Konzept wird anhand von Beispielen verifiziert. Schließlich wird das neue Konzept mit Modellen wie dem Fisch-Plasma-Modell und einem QSAR-Modell verglichen. Die Analyse zeigt, dass mit dem neuen Konzept hochaktive Substanzen erkannt werden können.