Konstanz Ein langer Weg: Forschen für die Menschen von morgen

Die Medizin der Zukunft lässt Parkinson-Patienten hoffen. Denn mit der Zellersatztherapie könnten neue Nervenzellen im Gehirn die verlorenen ersetzen. Entstehen könnten diese neuen Zellen im Labor aus Stammzellen, aus Zellen also, die das Potenzial haben, sich noch auf unterschiedliche Funktionen zu spezialisieren. Noch besser wäre jedoch, wenn man das langsame Absterben der Nervenzellen rechtzeitig erkennen und stoppen könnte. Deshalb arbeiten Forscher weltweit an den molekularen Mechanismen, die zur Neurodegeneration bei Parkinson führen. Davon könnten auch Menschen mit Alzheimer oder Demenz profitieren, denn den Krankheiten könnten ähnliche Ursachen zugrunde liegen. Einige Hinweise gibt es bereits, zum Beispiel die Missfaltung und Aggregation bestimmter Eiweißmoleküle.

Der allgemeine Trend zur individualisierten Medizin wird die Medizin der Zukunft revolutionieren: Seit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2000 können wir das menschliche Erbgut wie eine Buchstabenreihe lesen. Das Erbgut enthält Gene und damit den Bauplan des Lebens. Doch erst die Eiweißmoleküle – die Proteine – sind die tatsächlichen Bausteine, die für die unterschiedlichen Funktionen der Zellen verantwortlich sind. Sie ergeben schließlich das individuelle Muster einer Zelle: ihren molekularen Fingerabdruck.

Gelingt es in Zukunft, die Muster unterschiedlicher Gewebeproben in Biobanken zu katalogisieren, lassen sich kranke und gesunde Zellen noch besser miteinander vergleichen. Die dadurch verfügbaren Datenmengen sind so enorm, dass nur mathematische Modellierungsverfahren diese Muster analysieren und Abhängigkeiten erkennen können. Am Max-Planck-Institut für Informatik gibt es zum Beispiel bereits ein Projekt, das die Daten von HI-Viren und ihren jeweiligen Trägern sammelt und analysiert – und so eine verbesserte individualisierte Behandlung für Aids-Patienten ermöglicht.

Auch Krebspatienten werden in Zukunft verstärkt von Therapien profitieren, die auf den jeweiligen Tumor maßgeschneidert sind. Bereits heute beraten Forscher und Mediziner unterschiedlicher Fachrichtungen am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen gemeinsam über die individuelle Behandlung jedes einzelnen Patienten. „Das bedeutet immer öfter eine individuelle Forschungsuntersuchung, die uns dabei hilft die passende Therapie aus dem großen Portfolio aktueller Entwicklungen auszuwählen“, sagt Christof von Kalle, Sprecher des Direktoriums. Und auch die Wirkstoffe sind immer besser auf einzelne Tumore zugeschnitten. Seit 1998 etwa setzen Mediziner den Antikörper Trastuzumab – bekannt unter dem Namen Herceptin – für die Therapie bei Brustkrebs ein – wenn die Tumorzellen ein bestimmtes Zielmolekül auf ihrer Oberfläche präsentieren. Das ist bei etwa jedem vierten Patienten der Fall.

Doch trotz aller erreichten Erfolge der personalisierten Medizin ist klar: Damit Medikamente gezielt an einzelnen Molekülen wirken können, müssen Zellbiologen zunächst deren Funktion im großen Proteinnetzwerk der Zelle verstehen. Viele Informationen aus der systembiologischen Grundlagenforschung stehen dafür bislang aus. Enttäuschung macht sich daher nicht nur unter Patienten, sondern auch unter erfolgreichen Pionieren breit: „Bis jetzt verlängern die zielgerichteten Ansätze das Leben der Patienten mit weit verbreiteten Tumoren wie Brust- oder Lungenkrebs meist nur um wenige Monate“, sagt Axel Ullrich, Direktor der Abteilung Molekularbiologie am Max-Planck-Institut für Biochemie. Der Biochemiker vergleicht Tumore gerne mit eigenständigen Organismen, die sich stets weiter entwickeln. „Die Entstehung und das Fortschreiten von Krebs sind irrsinnig komplex – komplizierter als ich es jemals für möglich gehalten hätte“, so das Resümee des 67-Jährigen. Und doch gibt er wie auch die anderen Forscher nicht auf, das Fortschreiten von Krebserkrankungen entscheidend zu bremsen. Denn das Ziel von Forschern wie Ullrich ist klar: „Krebs muss eine chronisch kontrollierbare Erkrankung werden, die eine normale Lebensqualität erlaubt, ähnlich wie Diabetes und Aids.“

Einem weiteren Vorwurf müssen sich die neuen personalisierten Therapien stellen: Die gentechnische Produktion etwa von Herceptin sei aufwändig und oft zu teuer. Eine Behandlung mit dem Brustkrebsmedikament kostet jährlich 30.000 bis 50.000 Euro. Doch der entscheidende Vorteil dieser Therapien könnte auch beim Einsparen unnötiger Ausgaben helfen: Zielgerichtete Medikamente werden meist nur noch in Kombination mit einer passenden Diagnostik von den Behörden zugelassen – und kommen so tatsächlich nur bei Patienten zum Einsatz, die davon profitieren. Auch schwere Nebenwirkungen für die Betroffenen lassen sich so besser ausschließen. Das spart zusätzlich wertvolle Zeit bei der Behandlung lebensbedrohlicher Erkrankungen. Weltweit arbeiten Wissenschaftler daher an neuen Wirkstoffen – nicht nur gegen Krebs, sondern auch zur Therapie von Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose oder Rheumatoide Arthritis. Dafür orientieren sie sich an Vorlagen im menschlichen Körper und kreieren nach dem Baukastenprinzip gezielt neuartige Moleküle für den therapeutischen Einsatz. Architektur in größerem Maßstab – auf der Ebene von Geweben und Organen – betreiben Mediziner beim sogenannten „Tissue Engineering“. Um beispielsweise Patienten mit schlecht heilenden Wunden besser helfen zu können, haben Biologen und Ingenieure der Fraunhofer-Gesellschaft eine Art Gewebefabrik entwickelt: Drei Wochen dauert der mehrstufige Prozess, in dem künstliche Hautmodelle entstehen – zum Beispiel für Transplantationen oder zum Testen von Kosmetika und Chemikalien. In Zukunft könnten sich so auch andere Gewebearten wie Knorpel und Knochen automatisch fertigen lassen. Denn auch Arthrosen und andere Degenerationserscheinungen der Gelenke nehmen in einer alternden Bevölkerung zu. Neben dem Trend zu mehr Vorsorge, früher Diagnostik und gezielter Therapie lässt sich also ein weiterer erkennen: Die therapeutischen Eingriffe setzen heute verstärkt auf Regeneration statt auf einfache Reparatur.

Um die Gesundheitsforschung auch in Zukunft kontinuierlich voranzutreiben, hat die Bundesregierung im Jahr 2009 zwei Deutsche Zentren der Gesundheitsforschung gegründet: Das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen und das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung. Darüber hinaus sollen in diesem Jahr vier weitere solcher Zentren eingerichtet werden: Das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung, das Deutsche Konsortium für Translationale Krebsforschung, das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung und das Deutsche Zentrum für Lungenforschung.

"Ein fröhliches Fest für Groß und Klein"