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Aufgaben

Mittels einer starken Grundlagenforschung und der engen Verzahnung interdisziplinärer akademischer Forschung mit den Entwicklungszyklen der Pharmazeutischen Industrie ergeben sich neue Chancen, die Wertschöpfungskette und den Wirtschaftszweig der Arzneimittelentwicklung im Ruhrgebiet und in NRW zu stärken und weiter auszubauen. Durch die langfristige Etablierung eines gemeinsamen Universitäts- und Industrie-Campus kann so ein leistungsstarkes Zentrum für die frühe Wirkstoffforschung in Deutschland entstehen. Entscheidend ist dabei, die Interaktionen der für die Wirkstoffentwicklung essentiellen Subdisziplinen untereinander zu stärken und bereits in einem frühen Stadium die Vernetzung in die forschende Industrie zu realisieren.

Physiologisch relevante Vorgänge im menschlichen Organismus basieren auf chemischen Prozessen und werden durch die Struktur der beteiligten Moleküle und deren Wechselwirkungen bestimmt. Heute werden immer mehr dieser biologischen Phänomene auf molekularer und zellulärer Ebene erforscht und verstanden. Besonders mit der Sequenzierung der Genome einer Vielzahl von Organismen inklusive des Menschen und der Entwicklung leistungsstarker „Omics“-Techniken wurden neuartige Grundlagen zur Erforschung zellulärer Prozesse gelegt. Die Wissenschaft steht nun vor der zentralen Aufgabe, diese technologischen Errungenschaften und die gewonnenen genomischen und proteomischen Daten in verwertbares Wissen zu übersetzen. Bei der Behandlung von einzelnen Erkrankungen des Menschen, wie etwa Krebs, gibt es bereits beeindruckende Erfolge zu verzeichnen, die auf der Entschlüsselung genetischer Informationen auf der einen und der maßgeschneiderten Entwicklung von Arzneistoffen auf der anderen Seite beruhen und so neue Therapieansätze, wie beispielsweise die personalisierte Medizin, erlauben.

Entscheidend für das Gelingen derartiger Ansätze ist es, die Funktion der nativen oder veränderten Gen-Produkte, der Proteine auf der Ebene einer Zelle, eines Organs oder eines Organismus im Detail zu verstehen. Nur so lassen sich die Zusammenhänge aus ermitteltem Genotyp (sequenzierter, klassifizierter Patient) und beobachtetem Phänotyp (Erkrankung des Patienten) präzise analysieren und für die Entwicklung und Anwendung neuer Therapeutika nutzbar machen. Schon im Ansatz wird klar, dass dies eine mehr als herausfordernde Aufgabe ist. Viele der dazu gehörigen Fragestellungen können nur im Zusammenspiel von Chemie, Biologie, Pharmakologie, Medizin sowie Modellbildung und Simulation aufgegriffen und unter der Zuhilfenahme ihrer oftmals unterschiedlichen, aber im Wesen komplementären Ansätze und Methoden erfolgreich bearbeitet werden. Beispielsweise stellt die Bearbeitung und Analyse der genannten Omics-Daten methodisch eine besondere Herausforderung für Informatik, Statistik und Mathematik dar.

 

Einen umfassenden Zugang zum tiefgreifenden Studium krankheitsrelevanter biologischer Phänomene ermöglicht die Chemische Biologie. Hierbei werden die grundlegenden biologischen Fragestellungen durch die Entwicklung und Anwendung innovativer Methoden aus dem leistungsfähigen Methodenspektrum der Chemie gelöst und so mögliche Ansatzpunkte für die Arzneistoffentwicklung definiert.

In einem zweiten Schritt gilt es, diese Erkenntnisse aktiv in die Entwicklung innovativer Moleküle und Arzneistoffe und patientengerechter Arzneiformen umzusetzen. Die Schlüsseldisziplin, die in der Lage ist, innovative Arzneistoffe zu realisieren, ist die Medizinische Chemie. In einem akademischen Umfeld wird die Medizinische Chemie nicht die Aufgaben der Industrie kopieren oder ersetzen, sondern Grundlagenforschung leisten, um Probleme zu lösen, die für eine industrielle Anwendung und Umsetzung interessant sind. So können neue innovative Ansätze entstehen, die es erlauben, z.B. schwierige Zielstrukturen für die Modulation durch kleine Moleküle zugänglich zu machen, neue Typen von Modulatoren für Zielstrukturen zu identifizieren und zu validieren, Probleme bei ungenügender Löslichkeit und ungenügender Bioverfügbarkeit zu überwinden und innovative chemische Grundgerüste und ihre Eigenschaften zu erforschen und vieles mehr.

Die Formulierung und Herstellung von Arzneistoffen zu patientengerechten Arzneimitteln ist die Domäne der Pharmazeutischen Technologie und Verfahrenstechnik. Das Ziel ist, den Arzneistoff bestmöglich an den Krankheitsort im Patienten zu bringen, um einen maximalen Effekt und möglichst wenig Nebenwirkung zu erzielen. Neue Wirkstoffträger und moderne Applikationskonzepte aus dem akademischen Bereich sind verbunden mit fortwährender Weiterentwicklung auf dem industriellen Sektor, wie Apparate-, Maschinen-, Automaten- und Prozessentwicklung. Dieses Verständnis gibt dem Fach der Pharmazeutischen Verfahrenstechnik den Anspruch interdisziplinär zwischen Medizinischer Chemie und Ingenieurwissenschaft zu denken und zu handeln. Um chemisch-biologische, medizinal-chemische und ingenieurwissenschaftliche Ansätze effizient und wirkungsvoll zu bündeln, sind die gegebenen direkten, ortsgebundenen Kollaborationsmöglichkeiten am Standort