Spritze statt Infusion: Simulationen verbessern Antikörperentwicklung

Monoklonale Antikörper sind aus der Therapie von Autoimmun- und Krebserkrankungen nicht mehr wegzudenken. Für Patientinnen und Patienten bedeutet das bislang jedoch oft regelmässige Infusionen im Spital.

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben nun gemeinsam mit Boehringer Ingelheim Pharma eine neue Simulationsmethode entwickelt, die einfacher anwendbaren Antikörpertherapien ermöglichen könnte. Die Ergebnisse wurden am 7. Dezember 2025 im «Journal of Physical Chemistry Letters» publiziert.

Für eine Injektion in das Unterhautfettgewebe sind maximal zwei Milliliter Flüssigkeit pro Spritze praktikabel. Damit diese kleine Menge ausreichend wirksam ist, müssen Antikörperformulierungen extrem hoch konzentriert sein. Das hat einen Nachteil: Die Lösungen werden sehr dickflüssig.

«Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Viskosität höher ist als die von Olivenöl, was die subkutane Injektion stark erschwert», sagt Studienleiter Lars Schäfer vom Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität Bochum in einer Mitteilung.

Bisher optimierten Hersteller solcher Formulierungen vor allem in aufwendigen Testreihen. Unzählige Kombinationen von Antikörpern, Zusatzstoffen und Bedingungen mussten ausprobiert werden – ein zeit- und kostenintensiver Prozess.

Das Bochumer Team wählte einen anderen Weg: chemisch realistische Computersimulationen. Entwickelt wurde ein sogenannter grobkörniger Simulationsansatz, der gezielt das Verhalten der Antikörper vorhersagt. «Unser Ansatz ist etwa tausendmal schneller als atomistische Simulationen und stimmt gleichzeitig weitgehend mit den experimentellen Ergebnissen überein», unterstreicht Erstautor Tobias Prass die Vorteile der neuen Methode.

Die Forschenden fanden unter anderem heraus, dass Zusatzstoffe wie die Aminosäure Arginin die Viskosität hochkonzentrierter Antikörperlösungen deutlich senken können. «Die Simulationen ergänzen und erklären nicht nur unsere experimentellen Ergebnisse», sagt Michaela Blech von Boehringer Ingelheim. Vielmehr erlauben sie es, dass «vielversprechende Kandidaten und Bedingungen bereits in einer frühen Entwicklungsphase herausgefiltert werden».

Für die pharmazeutische Entwicklung bedeutet das: weniger Experimente, kürzere Entwicklungszeiten und geringerer Ressourcenverbrauch. Langfristig könnten Patientinnen und Patienten davon profitieren, dass Antikörpertherapien häufiger als subkutane Injektionen verfügbar werden – etwa zur Selbstanwendung zu Hause statt als Infusion im Spital.