Mit einem Modell der Nebenschilddrüse und der Simulation für die Verabreichung von Medikamenten erleichtert Gudrun Schappacher-Tilp das Leben von DialysepatientInnen. „Unsere Berechnungen zeigten, dass eine seltenere, aber kontrollierte Arzneimittelgabe gleich wirksam ist wie die bisherige Verschreibungspraxis“, bringt die Mathematikerin der Universität Graz die Ergebnisse auf den Punkt.
Das in der Nebenschilddrüse produzierte Parathormon regelt den Kalzium- und Phosphathaushalt im menschlichen Körper. Ein Wegfall der Nierenfunktion führt in der Regel zu einer Überproduktion dieses Hormons mit schwerwiegenden Folgen wie Knochen- und Herzkreislauf-Erkrankungen. Um diese abzufedern, bekommen die PatientInnen häufig ein Medikament verordnet, das zwar die Nebenschilddrüse effektiv kontrolliert, aber bei vielen auch Nebenwirkungen hat. „Dadurch ist die Einnahmedisziplin bei der Langzeitbehandlung sehr niedrig“, so Schappacher-Tilp.
Praktische Berechnungen
Im Rahmen eines vom Renal Research Institute New York gesponserten Projekts erstellte die Wissenschafterin ein detailliertes mathematisches Modell der Nebenschilddrüse und simulierte verschiedene Verabreichungsformen der nötigen Arzneimittel. „Wir konnten zeigen, dass eine Medikamentengabe dreimal wöchentlich im Anschluss an die Dialyse ausreichend wirkungsvoll ist“, berichtet die Forscherin. Die Fresenius Medical Care Kliniken in den USA haben diese Erkenntnisse bereits an Tausenden PatientInnen erfolgreich umgesetzt. „In dieser Größenordnung ist ‚from simulation to bedside‘ sehr außergewöhnlich“, betont die Mathematikerin.
Modelle von Organen und virtuelle Versuchsreihen für Medikamente sind für Schappacher-Tilp die Zukunft der Pharma-Forschung: „So kann man große und extrem teure klinische Studien zum einen treffsicherer machen, zum anderen reduzieren“, ist die Forscherin überzeugt. Ihr Modell, das sie als Teil ihrer Dissertation an der Medizinischen Universität Graz entwickelte, berücksichtigt neben der Nebenschilddrüse auch die Aufnahme von Kalzium und Phosphat, Nierenfunktion, Knochenhaushalt sowie Kalkablagerungen in Gefäßen und ist universell einsetzbar.