Zur Berechnung der Arzneimittelwirksamkeit benutzt das Modellierungstool eigens entwickelte stochastische Siumulationsverfahren. Berücksichtigt werden bei den Berechnungen molekulare, virale und inter-individuelle Faktoren, die die Wirksamkeit von Medikamenten beeinflussen können; dazu gehören die Medikamentenaktivität sowie die Reaktion der Patienten und des Virus‘ auf die Behandlung.

Bislang eingesetzte Medikamente, wie beispielsweise die Wirkstoffkombination Truvada, werden derzeit für die sogenannte Prä-Expositions-Prophylaxe (PrEP) verwendet. Hierbei handelt es sich um eine Präventionsmethode, bei der nicht-infizierte, einem hohen Risiko ausgesetzte Personen antivirale Medikamente einnehmen, um einer Infektion vorzubeugen. Eine ähnliche Methode zur Verhinderung der Virus-Übertragung einer HIV-infizierten Schwangeren auf ihr ungeborenes Kind gibt es schon seit Längerem und ist nach Einschätzung von Expertinnen und Experten extrem wirksam zur Vermeidung der Ansteckung des Kindes. Das Risiko lässt sich von etwa 40 Prozent auf nahezu null Prozent reduzieren.

Die Prophylaxe gegen sexuelle Übertragung von HIV ist relativ neu und erst seit 2016 in der Europäischen Union zugelassen; in den USA besteht diese Möglichkeit seit 2012. Für Frauen ist die HIV-Prophylaxe die einzige Methode, sich selbstbestimmt vor einer Ansteckung zu schützen. Das Risiko einer HIV-Infektion kann dadurch gesenkt werden, allerdings treten bei Truvada häufig Adhärenzprobleme auf, also Schwierigkeiten, die einmal tägliche Dosis einzuhalten, wodurch die Schutzwirkung nachlässt.

Mithilfe des Simulationswerkzeugs gelang es Sulav Duwal und Max von Kleist gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen aus Liverpool, die Wirkung des Stoffes Dolutegravir zu konkretisieren, der alternativ zu Truvada in der PrEP-Prophylaxe derzeit diskutiert wird. Die Wissenschaftler stellten eine äquivalente Wirksamkeit für die Prä-Expositions-Prophylaxe fest und beobachteten sogar eine höhere Wirksamkeit von Dolutegravir gegenüber Truvada, wenn der Arzneistoff unmittelbar nach einer HIV-Exposition eingenommen wird (Post-Expositions-Prophylaxe, PEP). Zudem ließ sich die Blutkonzentration von Dolutegravir berechnen, die eine neunzigprozentige Schutzwirkung gegen die sexuelle Übertragung des HI-Virus gewährleistet.

„Mit dem von uns entwickelten mathematischen Rahmen ist es jetzt möglich, die klinische Wirksamkeit von PrEP-Wirkstoffen und Darreichungsformen vor der Durchführung einer bestätigenden Studie zu bewerten“, sagt Max von Kleist. Momentan sind von Kleist zufolge die Kosten von PrEP das größte Hindernis für die breite Anwendung. Darum bestehe das nächste Forschungsziel in einer Evaluation kosteneffizienter Therapien, die derzeit in PrEP-Ansätzen vernachlässigt würden.

Weitere Informationen

Artikel im Internet

http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006155

Kontakt

Max von Kleist, Leiter der Arbeitsgruppe Systems Pharmacology and Disease Control, Fachbereich Mathematik und Informatik, Freie Universität Berlin, Telefon: 030 / 838 75257, E-Mail: vkleist@zedat.fu-berlin.de