Kurzdefinition
PK/PD-Modellierung beschreibt den Zusammenhang zwischen der Pharmakokinetik (PK) und der Pharmakodynamik (PD) eines Arzneimittels. Sie verknüpft den zeitlichen Verlauf der Wirkstoffkonzentration im Körper mit der daraus resultierenden pharmakologischen Wirkung. Ziel der PK/PD-Modellierung ist es, Wirkung, Wirksamkeit und Sicherheit eines Wirkstoffs in Abhängigkeit von der Dosis besser zu beschreiben, zu erklären und vorherzusagen.
Warum PK und PD gemeinsam betrachtet werden
Pharmakokinetik und Pharmakodynamik werden häufig getrennt beschrieben. Die Pharmakokinetik erklärt, wie ein Wirkstoff aufgenommen, verteilt, metabolisiert und ausgeschieden wird. Die Pharmakodynamik beschreibt, welche Wirkung ein Wirkstoff an seiner Zielstruktur entfaltet. Für die Bewertung eines Arzneimittels in Entwicklung und Anwendung ist jedoch nicht eine dieser Perspektiven allein entscheidend, sondern ihr Zusammenspiel.
Erst die gemeinsame Betrachtung von PK und PD erlaubt Aussagen darüber, wann eine Wirkung eintritt, wie stark sie ausfällt und wie lange sie anhält. Genau an dieser Schnittstelle setzt die PK/PD-Modellierung an.
Grundidee der PK/PD-Modellierung
Die PK/PD-Modellierung verbindet zwei Ebenen. Auf der einen Seite steht der zeitliche Konzentrationsverlauf eines Wirkstoffs im Körper, der durch pharmakokinetische Prozesse bestimmt wird. Auf der anderen Seite steht die pharmakodynamische Beziehung zwischen Konzentration und Wirkung, also die Verknüpfung von Exposition und Effekt.
PK/PD beschreibt somit eine modellbasierte Kette von der verabreichten Dosis über die resultierende Konzentration bis hin zum beobachteten Effekt. Dabei geht es weniger um einzelne Messwerte als um das Verständnis von Zusammenhängen. Typische PK/PD-Parameter umfassen daher sowohl kinetische Kenngrößen aus PK-Modellen als auch Parameter zur Beschreibung der Wirkstärke, des Wirkungseintritts und der Wirkungsdauer aus PD-Modellen.
Typische Fragestellungen in PK/PD-Studien
PK/PD-Studien beschäftigen sich mit praxisrelevanten Fragestellungen entlang der Arzneimittelentwicklung und Anwendung. Dazu gehören unter anderem:
- Welche Dosis ist notwendig, um eine gewünschte Wirkung zu erzielen?
- Wie schnell tritt die Wirkung ein und wie lange hält sie an?
- Wie hängen Wirksamkeit und unerwünschte Wirkungen mit der Konzentration zusammen?
- Warum reagieren verschiedene Personen unterschiedlich auf dieselbe Dosis?
Die Beantwortung dieser Fragen hängt eng mit dem gewählten PK/PD-Studiendesign zusammen. Insbesondere in frühen klinischen Phasen spielt es eine zentrale Rolle, wenn Dosisbereiche, Expositions-Wirkungs-Zusammenhänge und Sicherheitsgrenzen untersucht werden.
Abgrenzung und Einordnung
PK/PD-Modellierung ersetzt keine klinischen Studien und ist kein rein statistisches Verfahren. Sie stellt vielmehr einen modellbasierten, oft mechanistisch motivierten methodischen Rahmen dar, um Daten aus Pharmakokinetik und Pharmakodynamik gemeinsam zu interpretieren. PK/PD unterstützt Entscheidungen in der Dosisfindung, hilft bei der Planung klinischer Studien und trägt zur Bewertung von Wirksamkeit und Sicherheit bei.
