Personalized medicine - a task for society as a whole - Personalisierte Medizin - eine Gesamtgesellschaftliche Aufgabe

“It is not the strongest of the species that survive; nor the most intelligent – it is the one most responsive to change.” (Charles Darwin)

Personalized Medicine: A Paradigm Shift for Sustainable Healthcare Systems

The increasing strain on global healthcare systems necessitates innovative approaches to improve care quality while addressing rising challenges. A key driver of sustainable transformation is personalized medicine, widely recognized as one of the most significant megatrends in modern healthcare. Its potential to optimize individual treatment strategies signals a paradigm shift — one that is not only desirable but essential.

Pharmacogenetics (PGx), in particular, holds promise for tailored drug therapy. However, a purely genetic approach remains insufficient unless holistic factors such as lifestyle, prevention, the microbiome, dietary supplements, and the holobiont perspective are integrated into the analysis. Without this comprehensive approach, adverse drug reactions (ADRs), resistance, and other severe health risks will continue to pose major challenges.

At present, PGx alone offers only limited benefits in tackling complex health issues such as Long COVID, Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS), or Epstein-Barr virus (EBV)-related conditions. Furthermore, a consensus has yet to be reached within the scientific community regarding which genetic factors should be prioritized for assessment to ensure reliable and clinically relevant conclusions (see Nelson et al., 2024). Consequently, some applications may involve potential risks for patients.

A comprehensive approach to developing stable, multidisciplinary ecosystems is urgently needed. This involves linking personalized medicine with PGx analysis through a 360-degree perspective, integrating key players from research, healthcare, and innovative medical sectors. A fragmented, discipline-specific approach cannot provide sustainable solutions in the long run. Instead, building resilient healthcare structures at municipal, regional, and national levels should be a strategic priority to ensure both health security and economic stability.

Recent data underscores the urgency of action: In Berlin, the average sick leave per employee was 50.3 days in the police force and 52.1 days in the fire department last year (see Kopietz, 2023). Given the rapid increase in diseases such as Long COVID, ME/CFS, and cancer, as well as the growing physician shortage, valuable time must not be lost in prolonged consensus debates. The establishment of overarching strategies for robust healthcare systems must therefore be seen as a collective societal responsibility and advanced with the highest priority.

Urgent Action Needed: A Societal Responsibility in Addressing Global Health Crises

Current and projected developments in healthcare underscore the urgent need for comprehensive and collective action. The growing challenges posed by Long COVID, chronic diseases, neurological disorders, cancer, substance abuse, diabetes, and adverse drug reactions (ADRs) necessitate structural adjustments and integrative solutions.

1. Long COVID and ME/CFS: A Global Health Crisis

Long COVID is one of the most prevalent diseases worldwide (see Ziyad Al-Aly, 2024). Currently, around 400 million people are affected, with an estimated annual economic impact of $1 trillion (see Belluck, 2024). By 2033, the number of cases is expected to reach 1 billion (see Domke, 2024), representing an immense burden on global healthcare systems and labor markets.

2. Chronic Diseases: A Growing Burden on Healthcare Systems

In Germany, more than 40% of the population suffers from chronic illnesses, many of which persist for decades, leading to frequent interactions with healthcare providers. This issue remains one of the greatest challenges in modern medical care.

3. Neurological Disorders: Billions of People Affected

As of 2021, more than 3.4 billion people worldwide suffer from neurological conditions such as dementia, migraines, or strokes (see AFP/Ärzteblatt, 2024), highlighting the urgent need for new research and prevention strategies.

4. Cancer: A Rapidly Increasing Health Concern

The International Agency for Research on Cancer (IARC) predicts a 77% increase in annual cancer diagnoses by 2050, with up to 35 million new cases per year. In 2022 alone, 9.7 million people worldwide died of cancer, with lung, breast, and colorectal cancer being the most common types.

5. Substance Abuse: The Threat of Fentanyl and Cannabis

The partial legalization of cannabis in Germany is expected to result in increased consumption, leading to productivity losses estimated at €1.5 billion annually (see Botros, 2024). Meanwhile, Fentanyl — a synthetic opioid up to 100 times stronger than morphine — has already caused a severe crisis in the U.S. and is now emerging in Germany.

6. Diabetes: A Global Epidemic

In 2021, approximately 529 million people worldwide were living with diabetes, 96% of whom suffer from largely preventable Type 2 diabetes. This number is projected to double to 1.3 billion by 2050 (see Ong, 2023).

7. Adverse Drug Reactions (ADRs): An Underestimated Public Health Issue

Suboptimal medication therapies resulted in $528.4 billion in annual costs in the U.S. in 2016 (see Buschman, 2018). In Germany, around 58,000 deaths per year are attributed to medication side effects (see Krü, 2003).

8. Physician Shortages and Overburdened Healthcare Systems

Sick leave rates in Germany are at record highs, while emergency departments remain overwhelmed. In April 2024, Health Minister Karl Lauterbach warned of a critical physician shortage, estimating that Germany will lack 50,000 doctors in the coming years. In Hamburg, there are only 1.9 general practitioners per 1,000 residents, compared to 2.2 in Baden-Württemberg.

A Societal Obligation and Holistic Solutions

These challenges underscore the necessity for visionary research and prevention strategies, alongside more robust pharmacogenomic (PGx) analyses. A holistic approach that considers humans as holobionts — integrated biological systems — is critical for future-oriented medicine (see Pflanzenforschung.de; Heuer, 2016).

The need for action is immense. Time is running out — collaborative efforts must be undertaken now to drive a paradigm shift in medicine and establish sustainable health solutions.

The Underestimated Importance of the Gut Microbiome in Evidence-Based Medicine: The Need for Integrative Drug Prescription Practices

One of the most overlooked aspects of guideline-based conventional medicine is the significant impact of the gut microbiome on patient health. A fundamental shift in thinking and the systematic integration of microbiome-related findings into pharmaceutical prescribing practices are urgently needed to enhance the quality of pharmacological therapy. This should be established as a key quality criterion in modern medical care.

Furthermore, expertise in micronutrients — including essential vitamins and trace elements — should, by 2024, be an indispensable component of both clinical and specialized medical practice. A solid understanding of micronutrient science must become an integral part of high-quality, patient-centered pharmaceutical therapy to ensure optimal treatment outcomes.

Urgent Action Strategies for the Sustainable Implementation of Personalized Medicine

Successfully establishing personalized medicine requires immediate and comprehensive measures that extend beyond purely scientific discourse. In the current societal landscape, four key strategies are essential:

1. Interdisciplinary Knowledge Transfer – Knowledge must be actively shared and made accessible beyond the boundaries of the scientific community. An inclusive approach is necessary to ensure that critical insights reach all stakeholders — from medical professionals to the general public (see Connecting Worlds section).
2. Cross-Sector Awareness Creation – Raising awareness is crucial to highlight the urgency of personalized medicine. Only through sensitizing all relevant actors — including those in healthcare, industry, and policy — can a holistic understanding of its necessity be fostered.
3. Prevention as a Key Strategy – Preventative measures must take center stage in medical care. Individual responsibility plays a pivotal role in minimizing future health risks and optimizing therapeutic interventions.
4. Consensus Building as a Foundation for Implementation – A collective and evidence-based consensus is required to facilitate the widespread adoption of personalized medicine and pharmacogenetics (PGx). Collaboration between scientific institutions, policymakers, and healthcare providers is essential to establish structural and sustainable frameworks for this advancement.

The PK Community section illustrates that personalized medicine is much more than just a genetic fingerprint. One crucial pro factor often overlooked in scientific debates is its fundamental role in maintaining the stability of cities, countries, and regions. Critical infrastructure must not be compromised due to a lack of personalized medicine and PGx. To visually demonstrate the far-reaching implications, a collection of personas has been curated, allowing stakeholders to recognize the potential consequences of failing to implement these strategies.

Microbiom

Pollutant-Drug Interactions and Insulin Sensitivity: The Need for Expanded Consideration in Medical Research

Extensive scientific evidence indicates that pollutants and pesticides can interact with pharmaceutical compounds in complex ways. These interactions, particularly affecting transporter pathways and metabolic processes, have significant implications for the efficacy and safety of drug therapies. A deeper investigation into these mechanisms is crucial to ensure optimal treatment strategies and minimize unintended effects.

Furthermore, the regulation of insulin sensitivity and the development of insulin resistance remain key areas of research, fundamental to the prevention and management of metabolic disorders such as type 2 diabetes. An interdisciplinary approach that accounts for environmental influences as well as genetic and epigenetic predispositions is essential for developing sustainable and patient-centered therapeutic strategies.

Personalisierte Medizin: Ein Paradigmenwechsel für nachhaltige Gesundheitssysteme

Die fortschreitenden Belastungen der globalen Gesundheitssysteme erfordern innovative Ansätze, um die Versorgungsqualität zu verbessern und gleichzeitig die steigenden Herausforderungen zu bewältigen. Ein zentraler Schlüssel zur nachhaltigen Transformation ist die personalisierte Medizin, die als einer der bedeutendsten Megatrends der modernen Gesundheitsversorgung gilt. Ihr Potenzial zur Optimierung individueller Therapieansätze kann einen paradigmatischen Wandel einleiten – ein Wandel, der nicht nur wünschenswert, sondern auch unausweichlich ist.

Insbesondere die Pharmakogenetik (PGx) bietet vielversprechende Möglichkeiten zur maßgeschneiderten Arzneimitteltherapie. Dennoch bleibt eine rein genetische Betrachtungsweise unzureichend, wenn nicht ganzheitliche Faktoren wie Lebensstil, Prävention, Mikrobiom, Nahrungsergänzungsmittel und die Holobiont-Perspektive in die Analyse einbezogen werden. Ohne diesen integrativen Ansatz werden unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAW), Resistenzen und andere gesundheitsbedrohliche Folgen weiterhin eine große Herausforderung darstellen.

Zum aktuellen Zeitpunkt zeigt sich, dass PGx allein nur begrenzt dazu beitragen kann, komplexe Gesundheitsprobleme wie Long Covid, Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Fatigue-Syndrom (ME/CFS) oder Epstein-Barr-Virus (EBV)-assoziierte Erkrankungen wirksam zu adressieren. Darüber hinaus existiert in der wissenschaftlichen Gemeinschaft noch kein allgemeiner Konsens darüber, welche genetischen Faktoren priorisiert erfasst und bewertet werden müssen, um sichere und klinisch relevante Aussagen zu treffen (vgl. Nelson et al., 2024). Folglich sind bestimmte Anwendungen mit potenziellen Risiken für die Patienten verbunden.

Ein übergreifender Ansatz zur Entwicklung stabiler, multidisziplinärer Ökosysteme ist dringend erforderlich. Dies umfasst die Verknüpfung der personalisierten Medizin mit der PGx-Analyse im 360-Grad-Blickwinkel sowie die Integration verschiedener Akteure aus Forschung, Versorgung und innovativen gesundheitsbezogenen Bereichen. Eine isolierte Betrachtung einzelner Disziplinen kann langfristig keine nachhaltigen Lösungen hervorbringen. Vielmehr sollte die Entwicklung resilienzstarker Versorgungsstrukturen auf kommunaler, regionaler und nationaler Ebene forciert werden, um sowohl gesundheitliche als auch wirtschaftliche Stabilität zu gewährleisten.

Ein Blick auf aktuelle Zahlen zeigt die Dringlichkeit des Handelns: In Berlin lag die durchschnittliche Krankheitsdauer pro Beschäftigtem bei der Polizei im vergangenen Jahr bei 50,3 Tagen, während sie bei der Feuerwehr sogar 52,1 Tage erreichte (vgl. Kopietz, 2023). Angesichts der rasant wachsenden Zahl an Krankheitsfällen – darunter Long Covid, ME/CFS und Krebs – sowie des zunehmenden Ärztemangels darf wertvolle Zeit nicht durch langwierige Konsensdebatten verloren gehen. Die Etablierung übergreifender Strategien für robuste Gesundheitssysteme muss daher als gesamtgesellschaftliche Aufgabe betrachtet und mit höchster Priorität vorangetrieben werden.

Dringender Handlungsbedarf: Eine gesamtgesellschaftliche Verantwortung zur Bewältigung globaler Gesundheitskrisen

Die aktuellen und prognostizierten Entwicklungen im Gesundheitssektor verdeutlichen die Dringlichkeit eines umfassenden gesamtgesellschaftlichen Handelns. Die wachsenden Herausforderungen durch Long COVID, chronische Erkrankungen, neurologische Störungen, Krebs, Substanzmissbrauch, Diabetes und unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAWs) verlangen nach strukturellen Anpassungen und integrativen Lösungsstrategien.

1. Long COVID und ME/CFS: Eine globale Gesundheitskrise

Long COVID zählt zu den am weitesten verbreiteten Erkrankungen weltweit (vgl. Ziyad Al-Aly, 2024). Bereits heute sind etwa 400 Millionen Menschen betroffen, mit jährlichen wirtschaftlichen Folgen von rund 1 Billion US-Dollar (vgl. Belluck, 2024). Bis 2033 wird die Zahl der Erkrankten voraussichtlich auf 1 Milliarde steigen (vgl. Domke, 2024). Diese Entwicklung stellt eine enorme Belastung für die globalen Gesundheitssysteme sowie die Arbeitsmärkte dar.

2. Chronische Erkrankungen: Eine steigende Belastung für das Gesundheitssystem

In Deutschland leiden über 40 % der Bevölkerung an chronischen Erkrankungen, die häufig über Jahrzehnte hinweg zu gesundheitlichen Einschränkungen und einer intensiven Inanspruchnahme medizinischer Leistungen führen. Diese Entwicklung bleibt eine der größten Herausforderungen der modernen Gesundheitsversorgung.

3. Neurologische Erkrankungen: Milliarden von Menschen betroffen

Allein im Jahr 2021 litten mehr als 3,4 Milliarden Menschen weltweit an neurologischen Erkrankungen wie Demenz, Migräne oder Schlaganfall (vgl. AFP/Ärzteblatt, 2024), was die Notwendigkeit neuer Forschungs- und Präventionsstrategien unterstreicht.

4. Krebs: Ein alarmierender Anstieg der Krankheitsfälle

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) prognostiziert eine Zunahme der jährlichen Krebsdiagnosen um 77 % bis 2050, mit bis zu 35 Millionen neuen Fällen pro Jahr. Bereits 2022 starben weltweit 9,7 Millionen Menschen an Krebs, wobei Lungen-, Brust- und Darmkrebs die häufigsten Formen darstellen.

5. Substanzmissbrauch: Die Bedrohung durch Fentanyl und Cannabis

Die Teillegalisierung von Cannabis in Deutschland wird zu einem Anstieg des Konsums und damit verbundenen Produktivitätsverlusten führen, die sich bereits jetzt auf rund 1,5 Milliarden Euro pro Jahr belaufen (vgl. Botros, 2024). Gleichzeitig hat Fentanyl, das bis zu hundertmal stärker als Morphin ist, bereits eine dramatische Krise in den USA ausgelöst und ist nun auch in Deutschland angekommen.

6. Diabetes: Eine weltweite Epidemie

Im Jahr 2021 waren etwa 529 Millionen Menschen weltweit von Diabetes betroffen, wobei 96 % an der weitgehend vermeidbaren Typ-2-Diabetes litten. Bis 2050 wird sich die Zahl der Betroffenen auf rund 1,3 Milliarden verdoppeln (vgl. Ong, 2023).

7. Unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAWs): Eine unterschätzte Gesundheitsgefahr

Nicht optimierte Arzneimitteltherapien verursachten 2016 in den USA jährliche Kosten von 528,4 Milliarden US-Dollar (vgl. Buschman, 2018). In Deutschland sterben jährlich etwa 58.000 Menschen an Nebenwirkungen von Medikamenten (vgl. Krü, 2003).

8. Ärztemangel und überlastete Gesundheitssysteme

Die Zahl der Krankschreibungen in Deutschland erreicht Höchststände, während Notfallambulanzen überlastet sind. Gesundheitsminister Karl Lauterbach warnte 2024 vor einem eklatanten Ärztemangel: In den kommenden Jahren werden in Deutschland rund 50.000 Ärzte fehlen. Eine nachhaltige Lösung erfordert die Integration digitaler Versorgungsmodelle und interdisziplinärer Teams, um die Patientensicherheit zu gewährleisten.

Gesamtgesellschaftliche Verantwortung und ganzheitliche Lösungsansätze
Die vorliegenden Herausforderungen verdeutlichen die Notwendigkeit neuer visionärer Forschungs- und Präventionsstrategien sowie robuster PGx-Analysen. Die Betrachtung des Menschen als Holobiont, eingebettet in umfassende Therapieansätze, ist essenziell für eine zukunftsfähige Medizin (vgl. Pflanzenforschung.de; Heuer, 2016).

Der Handlungsdruck ist enorm. Die Zeit drängt – es muss eine kollektive Anstrengung unternommen werden, um den Paradigmenwechsel in der Medizin aktiv zu gestalten und nachhaltige Gesundheitslösungen zu etablieren.

Die unterschätzte Bedeutung des Darmmikrobioms in der evidenzbasierten Medizin: Notwendigkeit einer integrativen Arzneimittelverordnung

Ein oft vernachlässigter Aspekt der leitlinienorientierten konventionellen Medizin ist die weitreichende Bedeutung des Darmmikrobioms für die Gesundheit der Patienten. Ein Umdenken und die systematische Integration mikrobiombezogener Erkenntnisse in die Praxis der Arzneimittelverordnung sind dringend erforderlich, um die Qualität der pharmakologischen Therapie zu verbessern. Dies sollte als eines der obersten Qualitätskriterien moderner medizinischer Versorgung etabliert werden.

Darüber hinaus ist Fachwissen über Mikronährstoffe, einschließlich essenzieller Vitamine und Spurenelemente, im Jahr 2024 sowohl im klinischen als auch im fachärztlichen Bereich von zentraler Bedeutung. Eine fundierte Expertise in Mikronährstoffwissenschaften muss ein integraler Bestandteil einer qualitativ hochwertigen und patientenzentrierten Arzneimitteltherapie werden, um bestmögliche Behandlungsergebnisse zu gewährleisten.

Dringende Handlungsstrategien zur nachhaltigen Implementierung personalisierter Medizin

Die erfolgreiche Etablierung personalisierter Medizin erfordert unmittelbare und umfassende Maßnahmen, die weit über den rein wissenschaftlichen Diskurs hinausgehen. Im aktuellen gesellschaftlichen Kontext sind die folgenden vier Kernstrategien essenziell:

1. Interdisziplinärer Wissenstransfer – Wissen muss aktiv geteilt und über die Grenzen der wissenschaftlichen Gemeinschaft hinaus zugänglich gemacht werden. Ein inklusiver Ansatz ist erforderlich, um relevante Erkenntnisse allen Beteiligten – von Fachkräften bis hin zur breiten Bevölkerung – nachhaltig verfügbar zu machen (siehe Rubrik Welten verbinden).
2. Bewusstseinsbildung über alle Sektoren hinweg – Die gezielte Schaffung von Awareness ist entscheidend, um die Dringlichkeit der personalisierten Medizin zu verdeutlichen. Nur durch eine Sensibilisierung aller Akteure – sowohl im medizinischen Bereich als auch in der Wirtschaft und Politik – kann ein holistisches Verständnis für die Notwendigkeit dieser Entwicklung gefördert werden.
3. Prävention als Schlüsselstrategie – Präventive Maßnahmen müssen konsequent in den Mittelpunkt der medizinischen Versorgung gerückt werden. Eigenverantwortung jedes Einzelnen spielt dabei eine zentrale Rolle, um zukünftige Gesundheitsrisiken zu minimieren und therapeutische Interventionen gezielt zu optimieren.
4. Konsensbildung als Fundament der Umsetzung – Ein gemeinschaftlicher und evidenzbasierter Konsens ist erforderlich, um die flächendeckende Einführung von personalisierter Medizin und Pharmakogenetik (PGx) effektiv zu gestalten. Wissenschaft, Politik und Gesundheitsinstitutionen müssen gemeinsame Standards entwickeln, um diese Innovation strukturell und nachhaltig zu verankern.

In der Rubrik PK Community wird verdeutlicht, dass personalisierte Medizin weit mehr ist als ein genetischer Fingerabdruck. Ein entscheidender Pro-Faktor, der in wissenschaftlichen Debatten oft vernachlässigt wird, ist ihre essenzielle Rolle bei der Stabilisierung von Städten, Ländern und Regionen. Kritische Infrastrukturen dürfen nicht durch einen Mangel an personalisierter Medizin und PGx gefährdet werden. Um diese weitreichenden Auswirkungen sichtbar zu machen, wurde eine Sammlung von Personas erstellt, die die Dringlichkeit dieser Implementierung anschaulich illustriert.

Schadstoff-Medikamenten-Interaktionen und Insulinsensitivität: Notwendigkeit einer erweiterten Betrachtung in der medizinischen Forschung

Umfassende wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass Schadstoffe und Pestizide in komplexe Wechselwirkungen mit pharmakologischen Wirkstoffen treten können.

Diese Interaktionen, insbesondere auf Transporterwege und metabolische Prozesse, haben potenziell weitreichende Auswirkungen auf die Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteltherapien. Eine vertiefte Analyse dieser Zusammenhänge ist erforderlich, um optimale Behandlungskonzepte zu gewährleisten und unbeabsichtigte Effekte zu minimieren.

Darüber hinaus stellt die Regulation der Insulinsensitivität und die Entwicklung von Insulinresistenz ein zentrales Forschungsthema dar, das essenziell für die Prävention und Therapie von metabolischen Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes ist. Ein interdisziplinärer Ansatz, der sowohl Umweltfaktoren als auch individuelle genetische und epigenetische Prädispositionen berücksichtigt, ist entscheidend für die Entwicklung nachhaltiger und patientenzentrierter Therapiestrategien.

Quellen/Sources:

Ziyad Al-Aly, 2024, Ziyad Al-Aly ist Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des VA St. Louis Health Care System und klinischer Epidemiologe an der Washington University in St. Louis, CBS News, https://www.cbsnews.com/news/long-covid-what-scientists-now-know/ (Website access: 01.10.2024)

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