Bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen ist das Immunsystem der Patienten außer Kontrolle geraten und richtet sich gegen den eigenen Körper. Lange Zeit gab es für diese Erkrankungen keine zielgerichtete Therapie. Dies änderte sich durch eine besondere Art von Biologika, die sogenannten monoklonalen Antikörper. Sie greifen gezielt in die Entzündungsprozesse des Körpers ein und haben das Leben vieler Patienten entscheidend verbessert.

Die Entwicklung der monoklonalen Antikörper wurde erst möglich durch die wissenschaftlichen Fortschritte in der Biotechnologie. Anders als chemische Arzneimittel, werden Biologika (auch Biopharmazeutika oder engl. Biologics) in lebenden Zellen produziert. Dies macht die Herstellung sehr aufwändig. Gleichzeitig zählen monoklonale Antikörper zu den komplexesten Biologika, die in der Medizin eingesetzt werden.

Foto von Dr. Corinna Klein, Laborleiterin Multiple-Sklerose-Modelle bei AbbVie

„Monoklonale Antikörper sind die größten biotechnologisch hergestellten Proteine, die derzeit als Arzneimittel verwendet werden. Patienten mit rheumatoider Arthritis, Morbus Crohn, Psoriasis und anderen chronisch-entzündlichen Erkrankungen können dank monoklonaler Antikörper ein selbstbestimmtes Leben führen. Diese Therapie ist eine der wichtigsten medizinischen Innovationen des 21. Jahrhunderts, an deren Entwicklung AbbVie-Forscher mit dem ersten vollständig humanen Antikörper einen entscheidenden Anteil hatten.“

Dr. Corinna Klein, Laborleiterin Multiple-Sklerose-Modelle bei AbbVie

Herstellungsprozess: Aus dem Labor in die Massenfertigung

Herkömmliche Arzneimittel, wie zum Beispiel Acetylsalicylsäure (ASS), bestehen aus wenigen Atomen. Sie werden durch die Kombination bestimmter chemischer „Zutaten“ hergestellt. Wenn Hersteller diese Zutaten in einem bestimmten Verhältnis mischen, erhalten sie immer das gleiche Ergebnis.1

Biologika unterscheiden sich von diesen „traditionellen“ Arzneimitteln schon allein durch ihre Größe. Während ASS aus nur 21 Atomen besteht, bringt es ein monoklonaler Antikörper auf ca. 20.000 Atome.

Unterschiede zwischen ‚normalen‘ Medikamenten sowie ‚einfachen‘ und ‚komplexen‘ Biologika

Von links nach rechts: Das chemisch hergestellte Schmerzmittel ASS besteht aus nur 21 Atomen, ein ebenfalls chemisch hergestellter Blutdrucksenker (Typ ACE-Hemmer) aus 62 Atomen, die gentechnisch hergestellten Insuline bestehen aus rund 790 Atomen und die ebenfalls gentechnisch erzeugten monoklonalen Antikörper aus rund 20.000 Atomen.
Von links nach rechts: Das chemisch hergestellte Schmerzmittel ASS besteht aus nur 21 Atomen, ein ebenfalls chemisch hergestellter Blutdrucksenker (Typ ACE-Hemmer) aus 62 Atomen, die gentechnisch hergestellten Insuline bestehen aus rund 790 Atomen und die ebenfalls gentechnisch erzeugten monoklonalen Antikörper aus ca. 20.000 Atomen.

Genauso deutlich wie in der Größe, zeigen sich die Unterschiede im Herstellungsprozess. Statt eines einfachen „Kochrezepts“ arbeitet man hier mit einem lebenden System. Dafür wird zunächst eine geeignete Zelllinie ausgewählt. Diese Zellen werden im Labor so verändert, dass sie sich praktisch unbegrenzt vermehren und dabei die gewünschten Antikörper herstellen.

Die eigentliche Produktion findet dann in großen Bioreaktoren (Fermenter) mit Billionen von Zellen statt. Dort müssen optimale Bedingungen herrschen: Temperatur, Nährstoffgehalt, Sauerstoffzufuhr, alles muss stimmen, damit das Medikament in konstanter Qualität und mit exakt den gleichen Eigenschaften entsteht.

Foto von Dr. rer. nat. Rolf Ratke, Director Biologics QA bei AbbVie

„Lebende Zellen sind sehr empfindlich und benötigen exakt die richtige Umgebung. In unseren Fermentern leben Billionen von Zellen, die darauf spezialisiert sind, den Wirkstoff zu produzieren. Unsere große Erfahrung und die Expertise unserer Mitarbeiter sorgen dafür, dass dieses System seit Jahren stabil funktioniert.“

Dr. rer. nat. Rolf Ratke, Director Biologics QA bei AbbVie

Damit monoklonale Antikörper ihre volle Wirksamkeit entfalten können, müssen Aufbau und Struktur des Wirkstoffs in einem genau definierten Bereich liegen. Hierfür sorgen tausende spezielle Einzelschritte und genaue Qualitätskontrollen im Herstellungsprozess.

Foto von Holger Sandmaier, Head of Packaging Development

„In unseren Produktionsstätten stellen wir einige der komplexesten Wirkstoffe überhaupt her. In hochsensiblen Zellen entstehen Moleküle mit ca. 20.000 Atomen und speziell definierten Eigenschaften. Und das nicht in einzelnen Laborversuchen, sondern im großen Stil! Hierfür haben wir einen komplexen Prozess mit mehr als 5.000 Einzelschritten und 250 Qualitätskontrollen definiert. Denn kleinste Abweichungen im Herstellungsprozess können das Ergebnis und die Qualität unserer Arzneimittel beeinflussen. Seit dem Start unserer Produktion haben wir unsere hohen Standards immer erfüllt und wir nutzen seitdem exakt dieselbe Zelllinie. In unserer Produktion in Ludwigshafen ziehen wir alle an einem Strang, um unserem hohen Qualitätsanspruch, zum Beispiel bei unseren Autoinjektoren, gerecht zu werden.“

Holger Sandmaier, Head of Packaging Development

Mehr als nur ein Medikament:

Wirkstoff, Applikationshilfe und Therapiekonzept

Neben dem Wirkstoff sind auch die Spritzen und Pens, mit denen die Biopharmazeutika verabreicht werden, wichtiger Bestandteil der Therapie. Sie werden speziell entwickelt, um dem Patienten die Anwendung so leicht wie möglich zu machen. Wichtig ist außerdem, dass die Biologika-Therapie in ein umfassendes Therapiekonzept eingebunden ist. So kann sichergestellt werden, dass die Patienten die Therapie richtig und regelmäßig anwenden und gut in ihren Alltag integrieren können.

Foto von Dr. rer. nat. Rolf Ratke, Director Biologics QA bei AbbVie

„Nicht nur bei der Herstellung der Wirkstoffe brauchen wir Qualitätskontrollen. Auch die Applikation ist ein entscheidender Schritt bei der Wirksamkeit des Medikaments. Pens und Spritzen müssen wie der Wirkstoff hohe Anforderungen erfüllen hinsichtlich Design, Material und Benutzerfreundlichkeit. Jedes Detail muss stimmen, damit die Anwendung für die Patienten so einfach und selbstverständlich wie möglich wird.“

Dr. rer. nat. Rolf Ratke, Director Biologics QA bei AbbVie

Der speziell entwickelte Herstellungsprozess und die verwendete Zelllinie sind zwei wichtige Gründe, warum sich Biosimilars von monoklonalen Antikörpern von den Originalmedikamenten unterscheiden. Mehr zu den Unterschieden und deren Relevanz finden Sie auf der folgenden Seite:

Biosimilars: ähnlich, aber nicht gleich
Biologische Nachahmerprodukte, sogenannte Biosimilars, sind keine identischen Kopien von Biologika, also keine Generika.


1Winnington P. What You Need to Know About Biosimilars. Practical Neurology. Mai/Juni 2011: 7-15.