Archiv Semester 5

Die Biotechnologie der Naturstoffe beschäftigt sich mit der Wirkstoff- und Produktentwicklung aus natürlichen Ressourcen. Um die Entstehungsgeschichte von Phytopharmaka und verwandten Mitteln mit Naturstoffgemischen zu verstehen werden zunächst die geschichtlichen sowie kulturellen Hintergründe zur Verwendung von Naturstoffen in traditionellen Medizinsystemen wie Europa, China, Japan und Indien beleuchtet. So wird ein Bogen gespannt zum heutigen Markt für Wirkstoffe aus Naturstoffgemischen/Extrakten und die Regelung der Zulassungen durch die Behörden EMA (HMPC), EDQM (Ph.Eur.) sowie Novel Food (EFSA). Dabei werden die Fragestellungen zur Einordnung, Abgrenzung, Steuerung der Produktentwicklung und Zulassungen von Pharmaka, Medizinprodukten und Nahrungsergänzungsmittel erarbeitet. Bei der Drug Discovery und der Evidenced-Based-Medicine von Vielstoff-Wirkstoffen beschäftigt man sich heute zunehmend mit der „Network Pharmacology“, die das Paradigma von 1 Wirkstoff-1 Wirkort zu einem Multiwirkstoff-Zahlreiche Wirkorte Paradigma verändert und versucht die Komplexität der Wirkung zu erklären. Gerade die Herausforderung aber auch Vorteile von Multikomponenten Wirkstoffen in der Wirkstoffforschung (Drug and Active Ingredient Discovery) im Bereich Food und Medizin wird in diesem Kurs diskutiert. Zusätzliche haben die unterschiedlichen Rohstoffquellen sowie die Verarbeitung der natürlichen Ressourcen einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Vielstoffgemisches wodurch Wege zur standardisierten der Qualitätskontrolle vertieft werden. Ein Weg zur Standardisierung wäre die Erzeugung von wirkstoffhaltiger Biomasse aus Algen, Bakterien und Mikropilzen durch Bioprozesstechnologie zur grosstechnischen Naturstoffgewinnung.
Um die theoretischen Aspekte der Entwicklung von Pharmazeutika, Nahrungsergänzungsmitteln und Medizinprodukte anwenden zu können wird im Kurs das gelernte Wissen durch eine praktische Umsetzung im Labor vertieft. Dabei werden zunächst administrativen Abklärungen getroffen, um das Quality by Design sowie die Zulassungsvoraussetzungen voneinander abzugrenzen. So wird zunächst ein Konzept zur jeweiligen Produktentwicklung erarbeitet. Natürliche Rohstoffe werden dann aus getrockneten Pflanzen oder aus Bioprozessen in geeigneter Weise extrahiert, wobei die Qualitätskontrolle der Rohstoffe sowie die Wahl geeigneter Extraktionsparameter eine wichtige Rolle spielt. Die Prüfung der Identität der Rohstoffe sowie des Extraktionserfolgs erfolgt dann mittels geeigneter analytischer Verfahren wie z.B. der Hochleistungs-Dünnschichtchromatographie (HPTLC).
Ein Einblick in das Wirkstoffscreening und Methoden der Drug Discovery wird anhand der Kopplung von HPTLC mit Wirksamkeitsassays aufgezeigt. Der Fokus liegt hier in der Betrachtung der Besonderheiten des Wirkstoffscreenings von Naturstoffen in vitro. Als Ausblick soll exemplarisch das in  silico screening im Natural Product Space aufgezeigt werden.