The Role and Challenges of Academia in the Marine Natural Products Pipeline

Der Ozean beherbergt eine riesige, weitgehend ungenutzte Bibliothek chemischer Rezepte. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass Meereskreaturen – von Schwämmen und Seescheiden bis hin zu mikroskopisch kleinen Bakterien, die auf dem Meeresboden leben – einzigartige Moleküle produzieren können, die Krebszellen abtöten, Bakterien bekämpfen oder Schmerzen lindern können. Diese Moleküle, bekannt als marine Naturstoffe, sind der Rohstoff für neue Medikamente. Der Weg von der Entdeckung eines vielversprechenden Moleküls in einem Fläschchen bis hin zum Regal in einer Apotheke ist lang und teuer. Er umfasst das Screening tausender Proben, Tests an Tieren und die Durchführung strenger Sicherheitsstudien am Menschen. Während Universitäten und öffentliche Forschungslabore hervorragend darin sind, die ersten Schritte dieser Reise zu vollziehen, erreichen nur sehr wenige den letzten Schritt, um als zugelassenes Medikament auf den Markt zu kommen.

Diese Lücke zwischen der Entdeckung und einem marktfähigen Medikament ist der Fokus einer neuen Studie von Forschern aus Institutionen in Belgien, dem Vereinigten Königreich und den USA. Das Team wollte verstehen, warum so viele vielversprechende marine Verbindungen nicht weiter vorankommen. Anstatt sich auf die Projekte zu konzentrieren, die noch laufen oder die wenigen, die erfolgreich waren, entschieden sie sich dafür, sechs spezifische Projekte zu untersuchen, die bereits ins Stocken geraten waren oder gescheitert waren. Durch Interviews mit den Wissenschaftlern, die an diesen gestoppten Projekten gearbeitet hatten, versuchten die Forscher, die wahren Gründe für das Ende der Arbeit zu ermitteln. Sie fanden heraus, dass es selten daran lag, dass die Wissenschaft selbst falsch war. Stattdessen starben die Projekte meist aufgrund praktischer Hürden: einem Mangel an Geld, um fortzufahren, komplexen Regeln zur Sammlung von Proben aus dem Ozean und einer Diskrepanz zwischen dem, wofür Universitäten belohnt werden, und dem, was die pharmazeutische Industrie benötigt, um erfolgreich zu sein.

Die Studie begann mit der Rekonstruktion der Geschichte von sechs verschiedenen marinen Wirkstoffprojekten, von denen jedes einen Punkt erreicht hatte, an dem die Arbeit eingestellt wurde. Die Forscher interviewten sechzehn Personen, die direkt an diesen Bemühungen beteiligt gewesen waren, darunter akademische Chemiker, Biologen sowie Kooperationspartner aus der Industrie und der Regierung. Sie baten diese Teilnehmer, sie durch die Zeitlinie ihrer Arbeit zu führen, wobei der Fokus auf den spezifischen Momenten lag, in denen Entscheidungen getroffen wurden, die Arbeit zu stoppen, zu pausieren oder die Richtung zu ändern. Das Ziel war nicht, die Wissenschaft zu bewerten, sondern das Ökosystem zu verstehen, in dem diese Wissenschaft existiert. Die Forscher ordneten die von ihnen gehörten Barrieren in fünf Hauptkategorien ein: einen Mangel an Ressourcen, Reibungsverluste mit Regeln und Vorschriften, eine Diskrepanz zum Markt, Schwierigkeiten bei der Übertragung von Wissen zwischen verschiedenen Gruppen und widersprüchliche Anreize für die beteiligten Wissenschaftler.

Das am häufigsten genannte Hindernis war schlichtweg ein Mangel an Ressourcen. In den frühen Stadien der Forschung verfügen Wissenschaftler oft über genug Material, um eine Verbindung in einer Petrischale zu testen. Um jedoch die nächste Stufe zu erreichen, sind jedoch wesentlich größere Mengen der Substanz erforderlich, um sie in lebenden Tieren und schließlich in Menschen zu testen. Bei marinen Verbindungen ist die Beschaffung solcher größeren Mengen notorisch schwierig. Im Gegensatz zu Pflanzen, die man auf einem Feld anbauen kann, ist es bei vielen Meeresorganismen äußerst schwierig, große Mengen zu sammeln, ohne das Ökosystem zu schädigen, und sie sind oft schwer im Labor zu kultivieren. Ein Forscher beschrieb die Situation so, dass man eine „knappe Menge“ habe, die für die kleinteilige Arbeit zwar ausreiche, aber zu einem großen Stressfaktor wurde, wenn das Projekt eine Skalierung erforderte. Ohne eine zuverlässige Methode, um mehr von der Verbindung zu produzieren, stößt das Projekt gegen eine Wand. Diese Knappheit wird durch Finanzierungslücken verschärft. Zuschüsse decken oft die anfängliche Entdeckung ab, stellen aber nicht das nachhaltige Kapital bereit, das nötig wäre, um die Lücke zu klinischen Studien zu überbrücken, wodurch vielversprechende Ansätze im Stich gelassen werden.

Über den physischen Mangel an Material hinaus fanden die Forscher heraus, dass das Navigieren durch die Verkehrsregeln eine enorme Zeit- und Energieressource darstellte. Das Sammeln mariner Proben beinhaltet ein komplexes Geflecht internationaler Vorschriften bezüglich des Zugangs und des Vorteilsausgleichs. Diese Regeln sollen sicherstellen, dass die Länder, in denen die Proben gesammelt wurden, einen fairen Anteil an den Vorteilen erhalten, falls daraus ein Medikament entwickelt wird. Obwohl diese Prozesse notwendig sind, nimmt das Einholen von Genehmigungen und das Aushandeln von Vereinbarungen oft Monate oder gar Jahre in Anspruch. Ein Teilnehmer merkte an, dass sein Projekt die Genehmigung für eine Materialübertragungsvereinbarung erst vier Monate nach Beginn der Arbeit erhielt, was wertvolle Zeit und Schwung kostete. Darüber hinaus schaffen die rechtlichen Anforderungen für Patente eine weitere Reihe von Herausforderungen. Akademiker werden oft dazu ermutigt, ihre Ergebnisse schnell zu veröffentlichen, doch die Veröffentlichung einer Entdeckung vor der Sicherung eines Patents kann die Uhr des Patentablaufs starten. Da die Entwicklung eines Medikaments viele Jahre dauert, könnte ein zu früh angemeldetes Patent bereits ablaufen, bevor das Medikament jemals den Markt erreicht, was das Unternehmen ohne finanziellen Anreiz zurücklässt, die Arbeit fortzuführen.

Die Studie hob auch eine kulturelle Kluft zwischen der Welt der akademischen Forschung und der Welt der kommerziellen Arzneimittelentwicklung hervor. Universitäten belohnen Wissenschaftler typischerweise für das Veröffentlichen von Artikeln in wissenschaftlichen Fachzeitschriften, was in der Akademie ein Zeichen des Erfolgs ist. Die pharmazeutische Industrie sucht jedoch nach anderen Ergebnissen: einem sicheren, wirksamen Medikament, das hergestellt und verkauft werden kann. Diese Fehlabstimmung bedeutet, dass ein Projekt von der Universität als Erfolg gewertet werden kann, weil es eine Publikation hervorgebracht hat, selbst wenn die Verbindung nie näher an ein Medikament herangeführt wurde. Die Forscher fanden heraus, dass viele Projekte nicht deshalb endeten, weil die Wissenschaft versagte, sondern weil das Team keinen Partner oder eine Finanzierungsquelle finden konnte, die bereit war, den nächsten Schritt zu gehen. In mehreren Fällen entschieden sich Industriepartner dazu, eine Verbindung zu verwalten, nicht weil sie nicht funktionierte, sondern weil sie nicht in ihre aktuelle Geschäftsstrategie oder ihr Portfolio passte.

Trotz dieser Misserfolge betonten die Forscher, dass diese gestoppten Projekte keine verschwendeten Bemühungen waren. Auch wenn die Verbindungen keine Medikamente wurden, generierte die Arbeit erheblichen Wert. Jedes Projekt produzierte neues Wissen, wie etwa ein besseres Verständnis darüber, wie ein bestimmter Meeresorganismus funktioniert, oder eine neue Art, ein Molekül zu synthetisieren. Einige Projekte schufen einen „Optionswert“, was bedeutet, dass sie Patentrechte sicherten, die die Tür für eine zukünftige Entwicklung offen hielten, selbst wenn das aktuelle Team nicht fortfahren konnte. Andere produzierten einen „Nutzwert“, wobei die Verbindungen als Werkzeuge für andere Wissenschaftler dienten, um Krankheiten zu untersuchen oder neue Methoden zu testen. Die Studie legt nahe, dass der Wert dieser Projekte oft durch die Barrieren begrenzt ist, denen sie gegenüberstanden, und nicht durch die Qualität der Wissenschaft selbst. Wenn ein Projekt stoppt, liegt das oft daran, dass die Übergabe von der Entdeckung zur Entwicklung fehlschlug, nicht weil die Entdeckung mangelhaft war.

Um diese Probleme anzugehen, schlagen die Autoren gezielte Interventionen vor, die an den Punkten ansetzen, an denen das System zusammenbricht. Sie schlagen vor, dass Finanzierungsmodelle flexibler gestaltet werden sollten, sodass Geld innerhalb einer großen Forschungsgruppe von einem ins Stocken geratenen Projekt auf ein vielversprechenderes umgeleitet werden kann, anstatt dass die Mittel einfach verschwinden. Sie fordern zudem gemeinsame Ressourcen, wie etwa einen spezialisierten Experten für Zugang und Vorteilsausgleich, der mehreren Forschungsgruppen helfen könnte, die komplexe rechtliche Landschaft zu navigieren. Darüber hinaus plädieren die Forscher für eine bessere Ausbildung von Wissenschaftlern in den praktischen Aspekten der Arzneimittelentwicklung, einschließlich des Managements von Patenten und der Kommunikation mit Industriepartnern. Durch die Stärkung der Verbindungen zwischen der akademischen Entdeckungsphase und den späteren Entwicklungsstadien kann die wissenschaftliche Gemeinschaft besser sicherstellen, dass das Potenzial der chemischen Bibliothek des Ozeans nicht durch bürokratische und wirtschaftliche Hürden verloren geht.

Die Ergebnisse dieser Studie dienen als Erinnerung daran, dass der Weg vom Ozean zur Apotheke nicht nur eine wissenschaftliche Herausforderung ist, sondern eine logistische und systemische. Der Ozean enthält einen Reichtum an potenziellen Heilmitteln, und die Wissenschaftler, die sie erforschen, sind fähig, sie zu finden. Der Weg nach vorn erfordert jedoch mehr als nur Entdeckung; er erfordert ein System, das den langen, schwierigen Übergang von einer Laborforschung zu einem Medikament unterstützt, das Patienten helfen kann. Indem man versteht, genau wo und warum Projekte stoppen, können Forscher und politische Entscheidungsträger damit beginnen, eine widerstandsfähigere Pipeline aufzubauen, um sicherzustellen, dass die nächste Generation mariner Medikamente eine bessere Chance hat, die Menschen zu erreichen, die sie benötigen.