Die perfekte Pille: Endlich gibt es eine Tablette, die Medikamente richtig dosiert

Die Pille ist völlig unscheinbar: weiss und rund. Sie besteht aus mikroskopisch kleinen, rechtwinklig übereinandergeschichteten Zellulosefasern. Aron Blaesi hat fünfzehn Jahre Arbeit und viel Herzblut in ihre Entwicklung gesteckt. Nach erfolgreichen Tests an Hunden und Schweinen haben am Universitätsspital Zürich erstmals Menschen die neuartige Tablette geschluckt. Demnächst soll sie in einer grösseren klinischen Studie an Patienten mit Prostatakrebs abgegeben werden – um zu überprüfen, ob sie herkömmlichen Tabletten überlegen ist.

Denn das Problem bei manchen oral eingenommenen Medikamenten ist, dass sie allein im sauren Milieu des Magens löslich sind. Deshalb können sie nur im oberen Teil des Magen-Darm-Trakts ins Blut aufgenommen werden. Eine solche Pille muss sich nach dem Schlucken schnell auflösen, damit sie dem Körper genug Wirkstoff zuführen kann. Das hat zur Folge, dass der Blutspiegel des Wirkstoffs zuerst weit über den therapeutisch wirksamen Bereich hinausschiesst. Nach rund zwei Stunden, wenn das Medikament aus dem Magen entleert ist, fällt der Spiegel aber schon wieder in sich zusammen.

Bei gängigen Schmerzmitteln wie etwa Ibuprofen ist das anders: Sie sind in der Darmflüssigkeit löslich, und es gibt mehrere Zubereitungen, die solche Wirkstoffe verzögert freisetzen. Doch für viele Medikamente – insbesondere solche gegen Krebs – gilt: Herkömmliche Tabletten setzen zu Beginn viel zu viel Wirkstoff frei, danach aber zu wenig. Ideal wäre eine Pille, mit der sich diese Über- wie auch Unterdosierung vermeiden liesse. Blaesi ist überzeugt: Seine Innovation kann das.

Angefangen hat seine Suche nach der perfekten Pille am amerikanischen Massachusetts Institute of Technology (MIT). Blaesi macht nach seinem Maschinenbaustudium an der ETH Zürich dort sein Doktorat. Er stösst dabei auf seinen Mentor, den Materialwissenschafter Nannaji Saka. Die beiden forschen an neuen Tablettentechnologien.

Auf herkömmliche Art werden Tabletten aus Partikeln aus Wirk- und Beistoff zusammengepresst. Zwischen den verdichteten Partikeln befinden sich winzig kleine Poren. «Nach dem Schlucken fliesst die Magenflüssigkeit in diese Poren – und beginnt von dort aus, die Tablette aufzulösen», erklärt Blaesi. Aber es ist schwierig, die Geometrie der Poren und damit die Auflöserate der Tablette zu steuern. Blaesi und Saka nehmen sich als Ingenieure des Themas an: Sie überlegen sich, wie sie Tabletten mit einer präzis kontrollierten Mikrostruktur herstellen können.

Mit ein paar tausend Franken bastelt Blaesi am Machine Shop des MIT einen 3-D-Drucker. Damit produziert er übers Kreuz angelegte Faserschichten. «Die Idee war, dass die Magenflüssigkeit konsistent in die genau definierten Freiräume zwischen den Fasern hineinfliesst und sich die Tablette dadurch rasch und immer gleich auflöst», erzählt Blaesi. «Anfänglich war das auch der Fall.»

Als er jedoch eines Tages mit zähflüssigen Zellulosefasern herumexperimentiert, zeigt sich: Das fasrige Netz saugt sich voll – und formt eine Art Gel. Anstatt sich rasch aufzulösen, wird die ursprünglich harte Pille nur grösser und weicher. Also genau das Gegenteil von dem, was Blaesi eigentlich wollte.

Nach dem ersten Schock merkt Blaesi, dass diese unerwartete Eigenschaft eine grosse Chance ist: «Eine Pille, die sich ausdehnt, könnte länger im Magen bleiben – und dort während längerer Zeit ein Medikament freisetzen», sagt er. An lange im Magen verbleibenden Tabletten wird schon seit Jahrzehnten geforscht, bis anhin ohne nennenswerten Erfolg. Deshalb stösst Blaesi auf Widerstand, als er die positiven Resultate aus Versuchen im Reagenzglas veröffentlichen will. «Einige Begutachter glaubten nicht an unser Konzept. Sie wollten sehen, dass es auch in vivo funktioniert», sagt Blaesi.

Also beginnt er, mit Tierärzten der Vetsuisse-Fakultät der Universität Zürich zusammenzuarbeiten. Als sie seine Pille einem Hund verabreichen, stellt sich heraus, dass einige Bedenken gerechtfertigt waren: Im Magen wird die Pille geknetet. Sobald sie gelartig wird, zerbricht sie.

Schliesslich gelingt es Blaesi, das Gel mechanisch stabiler zu machen. Das Team kann in mehreren Fachbeiträgen nachweisen, dass die Pille 12 bis 24 Stunden im Magen von Hunden und Schweinen verbleibt. «Am Magenausgang befindet sich ein Schliessmuskel», erklärt Blaesi. Der Muskel stellt sicher, dass der Mageninhalt portionenweise in den Darm gelangt. Wenn sich der Muskel jeweils vorsichtig öffnet, lässt er meist nur kleine Klümpchen durch, die bis zu einem Zentimeter gross sind.

Wenn sie im trockenen Zustand geschluckt wird, hat Blaesis Pille einen Durchmesser von etwas mehr als einem Zentimeter. Wie Röntgenaufnahmen belegen, schwillt sie im Magen an und erreicht relativ schnell einen Durchmesser von etwa zwei Zentimetern – gross genug, um vom Schliessmuskel zurückgehalten zu werden. Erst wenn die Pille nach mehreren Stunden so weich wird, dass sie den Kontraktions- und Durchmischungskräften im Magen nachgibt, wandert sie in den Darm und wird schliesslich ausgeschieden.

Mit den Tierärzten weist Blaesi zudem nach, dass die Tablette ein Krebsmedikament gleichmässig freisetzt, während sie im Magen ist. «Wir erreichen mit dieser Pille eine konstante Wirkstoffkonzentration im Blut innerhalb der therapeutisch optimalen Bandbreite», meint Blaesi.

Zurzeit wird die Tablette am Universitätsspital Zürich an gesunden Probanden getestet. Ausserdem sei ein grösserer klinischer Versuch in Planung, um anhand von Daten von Patienten mit Prostatakrebs zu prüfen, ob sich mit der Pille bessere Behandlungsergebnisse erzielen liessen.

Blaesi sieht in seiner neuartigen Pille ein doppeltes Potenzial. Er erhofft sich erstens: geringere Nebenwirkungen – wenn der Peak im Blutspiegel, der sich bei herkömmlichen Tabletten gleich nach der Einnahme bildet, ausbleibt. «Heute ist die Maximalkonzentration im Blut oft mehr als zehnmal grösser als die Minimalkonzentration», sagt Blaesi. Das erhöht das Risiko für Kopfschmerzen, Herzprobleme oder Leberschäden.

Zweitens: Bei herkömmlichen Tabletten sinkt die Wirkstoffkonzentration im Blut gegen Ende des Dosierungsintervalls oft unter den therapeutisch wirksamen Bereich. Das führt möglicherweise dazu, dass sich die Krebszellen in der Zeit bis zur Einnahme der nächsten Pille erholen. «Die neue Pille könnte die Konzentration in diesen Phasen erhöhen und damit die Wirksamkeit der Therapie verbessern», sagt Blaesi.

Blaesi hat ein Unternehmen namens Enzian Pharmaceutics gegründet, mit dem er die Technologie zur Marktreife bringen will. In dessen Pipeline befänden sich ausser dem Prostatakrebsmedikament auch weitere Wirkstoffe gegen Blut-, Haut- und Brustkrebs, so Blaesi. Wenn seine Rechnung aufgeht und die Pille ihr doppeltes Potenzial tatsächlich einlöst, öffnet sich «nicht nur im Krebsbereich ein ganzer Strauss an Möglichkeiten», sagt er. Blaesi hofft, dass er in Zukunft viele verschiedene Medikamente effektiver und nebenwirkungsärmer machen kann.

Ein Artikel aus der «NZZ am Sonntag»