Maßgeschneiderter Angriff auf die bösen Zellen

Auch Forscher der Wiener Universität für Bodenkultur arbeiten an Methoden zur Krebsbekämpfung

Seit Jahren strebt die Medizin danach, Antikörper so zu verändern, dass sie Krebszellen attackieren. Dabei übernehmen diese körpereigenen Proteine zunächst einmal die Aufgabe, jene Stellen im Körper aufzuspüren, die ihn krank machen. Sie können also ihre Wirkung dort entfalten, wo es am effizientesten ist. Der Vorteil der Antikörpertherapie liegt also auf der Hand: Mit dieser Methode wird nicht der gesamte Organismus eines Krebspatienten durch Zellgifte belastet.

Allerdings erfordert die gezielte Veränderung von Antikörpern längst auch das Wissen von Forschern, die gar nicht aus der Medizin kommen. Vor dreieinhalb Jahren haben sich der Biochemiker Christian Obinger und der Molekularbiologe Florian Rüker von der Universität für Bodenkultur in Wien (Boku) zusammengetan. Organisiert in einem Christian-Doppler-Labor - dem "CD-Labor für Antikörper-Engineering" - mit dem damals noch jungen Start-up F-star als Industriepartner haben sie begonnen, die Grundlagen für eine neue Art der Modifizierung von Antikörpern zu schaffen.

Dabei sollten nach einer Entdeckung Rükers und seiner Kollegin Gordana Wozniak-Knopp aber nur bestimmte Regionen von Antikörperfragmenten - die sogenannten Strukturloops - manipuliert werden. Das hätte den Vorteil, so die Annahme der Forscher, dass die Antikörper potenzielle Andockstellen an Antigenen, also an den Krankmachern, noch gezielter erreichen können. Je kleiner diese Fragmente nämlich sind, umso wahrscheinlicher ist es auch, dass sie durch dichtes Gewebe bis zu den Zielzellen gelangen und andocken können.

So stabil wie in der Natur

Als das CD-Labor die Arbeit aufnahm, hegte Obinger noch die Befürchtung, die künstliche Veränderung der Strukturloops könne die Stabilität der Antikörper gefährden. Mittlerweile haben die Forscher aber alle möglichen Aminosäuren, die zum Austausch in den Loops für eine Veränderung infrage kommen, so eingehend analysiert, dass die Antikörper offensichtlich auch nach der Manipulation stabil bleiben. "Es gibt nun bereits erste Studien, die bestätigen, dass die veränderten Antikörper gleich lang überleben können wie die natürlich in einem menschlichen Organismus vorkommenden", ergänzt Obinger.

Für den Biochemiker lieferte dieser wichtige Zwischenschritt überdies eine bessere Antwort auf eine der zentralen Fragen seiner Disziplin: Wie verhalten sich Aminosäureabfolgen in einem Protein und dessen Stabilität grundsätzlich zueinander? Getestet wurde das mit einer Methode, die zwar bereits bekannt, aber noch nicht ausgereift war: dem sogenannten Hefedisplay. Dabei wird eine Proteinbibliothek auf der Oberfläche von Hefezellen exprimiert, und die Zellen werden anschließend auf bis zu 78 Grad erhitzt. "Nur jene Proteine, die wirklich stabil sind, überleben diese Temperatur. Auf diese Weise können wir nun eine ganze Stabilitätslandkarte für Proteine erstellen", sagt Obinger.

Auch einem weiteren Etappenziel des CD-Labors, das vorerst bis 2016 bestehen soll, haben sich die Forscher mit großen Schritten genähert: der künstlichen Erzeugung sogenannter bispezifischer Antikörper. Dabei handelt es sich um Antikörper, die anders als die natürlichen nicht bloß ein einzelnes Antigen, sondern gleich zwei oder sogar drei aufspüren können.

Multitasking bei Antikörpern

An der Entstehung und Ausbreitung von Krankheiten wie Krebs sind in der Regel mehrere, unterschiedliche Antigene beteiligt. Könnten diese durch multidimensional veränderte Antikörper erreicht werden, würde das die Effizienz einer Therapie noch deutlich erhöhen. "Aus derzeitiger Sicht wäre das unter anderem bei der Bekämpfung von Brustkrebs sehr hilfreich", präzisiert Obinger. Zudem eignet sich dieser rasche Erkenntnisgewinn um die Wechselwirkung von Antikörpern und Antigenen für die Therapie vieler weiterer Krankheiten.

Dass der Grundlagenforschung des CD-Labors bereits jetzt hohe Praxisrelevanz bescheinigt wird, lässt dessen Entwicklung in den ersten Jahren vermuten: Das pharmazeutische Unternehmen Merck Serono ist 2011 als zweiter Industriepartner ins Labor eingestiegen, und auch der bestehende Partner F-star konnte eine Kooperation erreichen: Die Zusammenarbeit mit dem Pharmakonzern Boehringer Ingelheim lässt ein potenzielles Investitionsvolumen von rund einer Milliarde Euro in diese Art der Modifikation von Antikörpern erwarten. F-star selbst zählt nun weltweit zu den zehn gefragtesten kleinen Forschungsunternehmen in diesem Bereich. (Sascha Aumüller/DER STANDARD, 22. 8. 2012)