Impfung mit "bispezifischen Antikörpern" gibt Hoffnung

Heidelberg (pte/11.10.2006/12:42) – Einem Wissenschaftsteam der
Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de ist es in Kooperation mit
Forschern des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ)
http://www.dkfz.de/de/index.html gelungen, eine neue Krebstherapie zu
entwickeln. Vor allem Patienten, die an fortgeschrittenem Dickdarmkrebs
leiden, werden mit ihren eigenen Krebszellen geimpft. Diese speziellen
Zellen wurden zuvor für die Immunabwehr "erkennbar" gemacht, das heißt
mit einem unschädlichen Virus infiziert und mit Antikörpern beladen.
Dem Immunsystem soll es auf diese Weise möglich sein, die krankhaften
Zellen besser zu erkennen und letztlich anzugreifen. Das medizinische
Forschungsprojekt wird von der Dietmar Hopp-Stiftung
http://www.dietmar-hopp-stiftung.de mit rund 780.000 Euro gefördert.

Da bereits bei anderen Tumorarten Erfolge erzielt werden konnten, soll
dieses Therapiemodell nun auch bei der spezifischen Art des
Dickdarmkrebes in verbesserter Form überprüft werden. Dies stellt eine
neue Alternative zur lebensverlängernden, jedoch nicht heilenden
Chemotherapie dar. Im Gespräch mit pressetext weist ein
wissenschaftlicher Mitarbeiter des DKFZ, Abteilung für Zelluläre
Immunologie, darauf hin, dass erste Studien über die Verträglichkeit
der Therapie mit zwölf Patienten durchgeführt werden. Den speziell
geimpften Krebszellen wurde ein Vogelvirus, der üblicherweise Hühner
befällt, integriert. Damit soll das Immunsystem des Krebspatienten
stärker stimuliert werden. Das verwendete Virus sei nicht human
pathogen, das heißt nicht krankheitsbildend und vom menschlichen
Immunsystem innerhalb von zwölf bis 24 Stunden abzustoßen, heißt es auf
Nachfrage von pressetext.

Indem eine Impfung mit eigenen Tumorzellen beim Menschen vorgenommen
wird, lasse sich auch das Überleben von Krebspatienten teils erheblich
verlängern, so Jürgen Weitz, Leiter der Sektion für Chirurgische
Onkologie in der Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg.
"Bispezifische Antikörper" sollen einerseits die Krebszelle und
andererseits das Immunsystem binden, so dass der Grad der Wirksamkeit
der Impfung erheblich erhöht werden könnte. Die Chirurgische Klinik in
Heidelberg ermöglicht vor allem Patienten, die an einem bereits
behandelten, fortgeschrittenen Dickdarmkrebs leiden, die Teilnahme an
der Studie. Dickdarmkrebs ist eine der häufigsten Krebserkrankungen in
Deutschland, an der im Jahr 2000 rund 65.000 Männer und Frauen
erkrankten. Tochtergeschwülste, so genannte Metastasen, siedeln sich
bevorzugt an Lunge oder Leber an und gelten als hauptsächliche
Todesursache.

In der Neuauflage ihres Positionspapiers erteilt die Deutsche Gesellschaft für Humangenetik (GfH) der Einführung von Gentests, die Hunderte von Krankheitsanlagen auf einem Chip durchtesten sollen, um das allgemeine Erkrankungsrisiko zu ermitteln, eine klare Absage. Die individuelle Fragestellung muss im Vordergrund stehen, es ist das Wohl einzelner Menschen und ihrer Familien, an dem sich die Humangenetik in ihren Handlungszielen orientiert. Diesem Grundsatz verpflichtet, hat die GfH ihre Positionen zu den Themenbereichen Prädiktive Diagnostik, Bevölkerungsscreening, Untersuchung genetischer Dispositionsvarianten, Array-Technologien, Pränataldiagnostik (PND), Präimplantationsdiagnostik (PID) und Gentherapie in ihrem aktuellen Positionspapier (www.gfhev.de) dargelegt.

Die kritische Auseinandersetzung mit präventivmedizinisch orientierten Ansätzen in der Humangenetik und die praktische Erfahrung aus der humangenetischen Beratung, so der Grundtenor des Positionspapiers, bestimmt die bestmögliche Beratung, Diagnostik und Therapie im Einzelfall zum wichtigsten Handlungsziel der angewandten Humangenetik.

Es kann und darf nicht Aufgabe der medizinischen Profession sein, genetische Diagnostik ohne medizinische Indikationsstellung anzubieten. Die GfH fordert klare Regelungen ein, die jegliche Form der Ausgrenzung von Menschen mit genetisch bedingten Erkrankungen oder Behinderungen in der Bevölkerung verbieten. Solange es in Deutschland noch kein Gendiagnostikgesetz gibt, ist dieses Positionspapier nicht nur ein Appell an den verantwortungsvollen Umgang mit Gentests, sondern auch der Ausdruck des eigenen Anspruchs, die Chancen und Risiken der neuen Technologien zum Wohle des Menschen einzusetzen und Missbrauch entschieden entgegenzutreten.

Mit dem Röntgenlaser gegen die Schlafkrankheit

Neue Methode zur Analyse der Struktur von Schlüsselproteinen

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat ein Schlüsselenzym des Erregers der Schlafkrankheit in einer lebenden Zelle kristallisiert und mit dem weltstärksten Röntgenlaser untersucht. Dieses neue Verfahren eröffne neue Wege zur Untersuchung der Struktur von Biomolekülen, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature Methods“. Im Falle der Schlafkrankheit, an der bis zu 60 Millionen Menschen vor allem in Zentralafrika leiden, könne die Methode einmal zu einem neuen Behandlungsansatz gegen den Erreger Trypanosoma brucei führen.

Die dreidimensionale Struktur eines Biomoleküls verrät Biologen etwas über seine Funktion –und eröffnet im Fall eines Krankheitserregers zugleich die Perspektive, ein schädliches Protein mit einem maßgeschneiderten künstlichen Molekül zu blockieren. Legt man etwa das Enzym Cathepsin B bei Trypanosoma brucei lahm, stirbt der Parasit. Die Strukturanalyse von Biomolekülen ist jedoch ein schwieriger und langwieriger Prozess. Normalerweise muss das zu untersuchende Protein dafür zunächst im Labor zu einem ausreichend großen Kristall gezüchtet werden, der dann im Röntgenlicht beispielsweise einer Synchrotronstrahlungsquelle untersucht werden kann.

Die Kristallzucht ist kompliziert und benötigt oft Wochen oder gar Monate. Das Forscherteam, darunter Wissenschaftler der Universitäten Tübingen, Hamburg und Lübeck sowie des Deutschen Elektronen-Synchrotrons DESY in Hamburg, wählten daher einen anderen Weg. Sie schleusten mit Hilfe eines Virus die Bauanleitung für Cathepsin B in lebende Insektenzellen ein und sorgten dafür, dass diese Zellen das Enzym ungebremst produzieren. Durch die stetig steigende Konzentration kristallisierte das Enzym schließlich aus. Schon nach etwa 70 Stunden waren die mikrometer-kleinen Kristalle im Lichtmikroskop sichtbar, manche stachen sogar aus den Zellen heraus.

Die Forscher schossen am US-amerikanischen Beschleunigerzentrum SLAC in Kalifornien den weltstärksten Röntgenlasers LCLS auf die Kristalle. Sein intensiver Röntgenblitz lässt die Kristalle zwar in weniger als einer billionstel Sekunde komplett verdampfen, ist aber hell genug, dass zuvor ein detailliertes Beugungsbild von dem Kristall gewonnen werden kann. Daraus lässt sich die Struktur des kristallisierten Enzyms errechnen. Allerdings muss der Versuch dafür sehr oft an einer Vielzahl von Kristallen wiederholt werden, was nicht Teil der aktuellen Arbeit war. Das Ergebnis belegt jedoch, dass es mit der neuen Technik möglich wird, Daten zur Proteinstruktur von Nanokristallen in hoher Qualität zu generieren.

„Unsere Experimente haben gezeigt, dass das Versprechen der Röntgenlaser Realität wird, die Strukturbiologie zu revolutionieren“, urteilt DESY-Forscher Prof. Henry Chapman vom Center for Free-Elektron Laser Science (CFEL), der an den Experimenten beteiligt war. „Wir haben gezeigt, dass sich bestehende Grenzen der Protein-Kristallographie mit intensiven Röntgenpulsen überwinden lassen. Die machen aus den Proteinen zwar ein dichtes Plasma, ähnlich den Bedingungen in der Sonne. Aber die Pulse sind so kurz, dass selbst kleine Details sichtbar werden, bevor die Probe zerstört wird“, erläutert Chapmans Institutskollege Dr. Anton Barty.

Neben der vom Bundesforschungsministerium geförderten Nachwuchsgruppe „Strukturelle Infektionsbiologie unter Anwendung neuartiger Strahlungsquellen“ (SIAS) der Universitäten Hamburg und Lübeck und der Hamburg School for Structure and Dynamics in Infection (SDI) der Landesexzellenzinitiative Hamburg, waren ein Forscherteam um Prof. Michael Duszenko von der Universität Tübingen und eine Gruppe um Prof. Henry Chapman vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) sowie verschiedene DESY-Forscher beteiligt. Das CFEL ist eine Kooperation von DESY, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Hamburg.

„Unser Ergebnis zeigt, dass die Superlaser völlig neue Möglichkeiten in der Strukturaufklärung biologischer Makromoleküle bieten können und vielleicht sind die Zeiten bald vorbei, in denen wir oft Monate oder Jahre brauchten, um von bestimmten Proteinen Kristalle zu züchten, die groß genug für die konventionellen Röntgenstrahlungsquellen an den Synchrotrons sind“, sagt SIAS-Leiter Dr. Lars Redecke, einer der Hauptautoren der Studie.

SIAS, initiiert von den Strukturforschern Prof. Christian Betzel, Universität Hamburg, und Prof. Rolf Hilgenfeld, Universität Lübeck, forscht seit 2010 zur Anwendung neuartiger Strahlungsquellen auf die Strukturbestimmung von Proteinen und anderen biologischen Molekülen. 

Mit dem europäischen Röntgenlaser European XFEL, der zurzeit in Hamburg gebaut wird, wird Forschern künftig ein weltweit einzigartiges Untersuchungsinstrument in Europa zur Verfügung stehen. Schon heute betreibt DESY den Freie-Elektronen-Laser FLASH für weiche Röntgenstrahlung.

Über LCLS

Der Röntgenlaser LCLS (Linac Coherent Light Source) ist eine vom US-Energieministerium finanzierte Großforschungsanlage am Beschleunigerzentrum SLAC in Kalifornien. LCLS ist der erste Freie-Elektronen-Laser für harte Röntgenstrahlung und eröffnet Forschern den Blick auf atomare Details und ultrakurze Prozesse in der Nanowelt. LCLS ermöglicht wegweisende Forschung in der Physik, der Chemie, der Strukturbiologie, der Energieforschung und auf zahlreichen weiteren Feldern.

Wenn das Auge im fortgeschrittenen Alter Probleme hat, nahe Objekte scharf abzubilden, gibt dafür bisher die Lesebrille Abhilfe. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie http://www.kit.edu/ wollen erreichen, dass diese Sehkorrektur in Zukunft im Auge selbst geschieht. Ein groß angelegtes, fünfjähriges Projekt verfolgt die Entwicklung eines intelligenten Implantats, das die fehlende Schärfeneinstellung im Nah- und Fernbereich ausgleichen soll.

Auf seinem Weg durch das menschliche Auge wird einfallendes Licht so abgelenkt, dass an seinem Ziel, der Netzhaut, ein scharfes Abbild des anvisierten Objektes entsteht. Das geschieht durch eine auf die Sehweite angepasste Wölbung der Augenlinse, die das Licht bricht. Die notwendige Elastizität der Linse lässt jedoch bei zunehmendem Alter nach und verschwindet im Fall von Altersweitsichtigkeit fast völlig, wie das bei 1,3 Mrd. Menschen weltweit der Fall ist.

Ziel der Karlsruher Forscher ist es, die Linsenanpassung durch ein ins Auge eingesetztes Implantat künstlich zu erwirken. Dieses Implantat beinhaltet ein aktiv-optisches Element, einen Sensor zur Erfassung des Zielobjekts, eine Steuerung sowie die nötige Energieversorgung. Zu schaffen machen den Entwicklern besonders die winzigen Größenvorgaben für das Implantat: "In einem vier Millimeter hohen Zylinder von einem Zentimeter Durchmesser muss alles Platz haben", so Helmut Guth vom Karlsruher Institut für Angewandte Informatik, Mitentwickler der Optik des Implantats, im Gespräch mit pressetext.

Im Unterschied zu bisherigen Implantaten soll künftig "keine Linse, sondern ein mechatronisches System" in den Kapselsack des menschlichen Auges eingebaut werden. Das Implantat passt sich an unterschiedliche Bedingungen des Nah- und Fernsehens an. Wie beim jugendlichen Auge soll die Scharfstellung laut Guth in weniger als einer halben Sekunde erfolgen. Der Einsatz ins Auge geschieht in einer Operation, bei der die Augenlinse herausgenommen und durch das Implantat ersetzt wird. Von außen wird das Implantat nicht sichtbar sein, so der Forscher abschließend.