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2020-12-29T16:52:11Z

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'''Biosimulation''' ist ein geläufiger Überbegriff in der [[Systembiologie]] zur [[Numerische Simulation|numerischen Simulation]] biologischer Systeme. Ziel von Biosimulationen ist es, einen biologischen Prozess so in einem Modell abzubilden, dass dieses das Verhalten eines Systems vorhersagen kann (z. B. die Reaktion eines Organismus auf eine bestimmte Substanz). Weiterhin kann ein Modell auch dazu dienen, Wissenslücken aufzudecken oder neue [[Experiment#Biologie, Medizin, Pharmakologie|Experimente]] zu planen.

Die Grundlage eines Modells bilden experimentell erhaltene Daten, aber auch analytisch abgeleitete Kenntnisse über den zu modellierenden Prozess. Aufgrund der Komplexität vieler biologischer Systeme werden häufig vereinfachte Modelle verwendet.

== Biosimulation in der Pharmazie ==
Der Biosimulation kommt insbesondere in der [[Pharmazie]] bei der Wirkstoffentwicklung eine besondere Bedeutung
zu.<ref name="Bertau2008">M. Bertau, E. Mosekilde, H.V. Westerhoff (Hrsg.): ''Biosimulation in Drug Development.'' 1. Auflage Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2008</ref>
Da die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit, dass ein Wirkstoffkandidat letztendlich auch zugelassen wird, bei nur 11 % liegt,<ref>I. Kola, J. Landis: ''Can the pharameutical industry reduce attrition rates?'' In: ''[[Nat. Rev. Drug Discov.]]'' Nr. 3, 2004, S. 711–715</ref> helfen Biosimulationen, nicht-erfolgreiche Kandidaten in einer frühen Entwicklungsstufe zu identifizieren. Weiterhin kann die Biosimulation dazu beitragen, Informationen in bereits erhobenen Daten effizienter zu nutzen
und beispielsweise darauf basierende Vorhersagen zu erstellen. Modelle sind weiterhin hilfreich um Experimente und Studien zu planen und Hypothesen zu validieren.

Durch den Einsatz von Biosimulationen können Kosten gespart und die Anzahl von notwendigen Tier- und Humanstudien verringert werden, was auch im Sinn des sogenannten 3R-Prinzips und der EU-Direktive 86/609/EEC ist.
Ersteres fordert die Reduktion (engl. '''r'''eduction) beziehungsweise den Ersatz (engl. '''r'''eplacement) von Tierversuchen und die Verbesserung (engl. '''r'''efinement) der eingesetzten Methoden<ref>J. Richmond: ''The 3Rs – Past, Present and Future.'' In: ''Scand.J.Lab.Anim.Sci'' Nr. 2(27), 2000, S. 84–92</ref>. Letztere Direktive hat den Schutz von Tieren, welche Experimenten und anderen wissenschaftlichen Zwecken dienen, zum Inhalt<ref>{{EU-Richtlinie|1986|609|format=PDF}}</ref>. Zukünftig ist also der Ersatz von ''[[in vivo]]''-Testverfahren durch ''[[in silico]]''-Tests (Biosimulationen) möglich<ref>''Models that take drugs.'' In: ''The Economist (US)'' June 11, 2005</ref>.

In späteren Entwicklungsphasen ist die Biosimulation schon heute erfolgreich. So konnte die Firma
[[Hoffmann-La Roche]] die Zulassung für das [[Hepatitis C|Hepatitis-C]]-Medikament „Pegasys“ für eine bestimmte Gruppe an Patienten aufgrund von Biosimulationen erhalten.

== Forschungsvorhaben ==
Aufgrund der Bedeutung der Biosimulation für die Wirkstoffentwicklung, existieren eine Reihe von industriellen und staatlich finanzierten Forschungsvorhaben, welche die Simulation der [[Metabolisierung]] einer Wirksubstanz zum Ziel haben:
* [[BioSim]]-Projekt; gefördert durch die [[EU]] im 6. Rahmenprogramm
* NSR Physiome Project
* Hepatosys, gefördert durch das deutsche [[BMBF]]
* MaCS Magdeburger Zentrum für Systembiologie

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Systembiologie]]
[[Kategorie:Computersimulation]]

Biosimulation - Versionsgeschichte

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