Die Leidenschaft des Probensammlers

12. Februar 2013, 19:36
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Proben von Körperflüssigkeiten und festem Gewebe werden gesammelt, um der Wissenschaft die Möglichkeit zu Vergleichsstudien zu geben - Die größte europäische Biobank dieser Art befindet sich in Graz, das zum Zentrum eines weltweiten Netzes werden könnte

Der kleine neuseeländische Laufvogel Kiwi hat große Talente. Hören und vor allem Riechen sind seine Stärken, und so entgeht ihm trotz schwach ausgeprägten Sehsinns nachts, wenn er aktiv ist, fast nichts. Mit seinem langen dünnen Schnabel kann er im Boden nach Nahrung graben und wird früher oder später erfolgreich sein.

Jener Kiwi, der auf dem Gelände der Med-Uni Graz steht, ist sicher noch um einiges präziser beim Graben. Das nach dem Vogel benannte computergesteuerte Kühlsystem pickt aus etwa einer Million Proben mit menschlicher Körperflüssigkeit mit einer Erfolgschance von 100 Prozent eine spezielle heraus - ohne die Kühlung der anderen zu unterbrechen. Es sind Blut-, Urin- und Speichelproben, die hier lagern. Zuletzt hat man auch begonnen, Gehirnflüssigkeiten zu sammeln. Sie alle sollten bei gleichbleibenden tiefen Temperaturen aufbewahrt werden - hier sind es minus 80 Grad Celsius.

Strukturen nicht verfälschen

Längere Unterbrechungen in der Kühlung würden zu einem Antauen der Proben führen und ihre Struktur verfälschen. Wozu aber lagert man all diese Flüssigkeiten? "Wenn Wissenschafter eine Studie über eine bestimmte Krankheit durchführen, können sie sich an uns wenden und fragen, ob wir die entsprechenden Proben haben", sagt der Zellbiologe Berthold Huppertz, Direktor dieser Biobank, die in Europa die größte ihrer Art ist. Dann kann die Biobank über eine entsprechende Software die Sammlung nach passendem biologischen Material durchsuchen.

Huppertz und sein Team müssen sich dabei nicht auf das Kiwi-Kühlsystem beschränken, sondern können auch auf zwei andere Sammlungen zugreifen. In der Pathologie des Hauses hat man vor mehr als 30 Jahren aufgehört, am Landeskrankenhaus operiertes Gewebe zu entsorgen. Seither werden Proben davon in Paraffin gelegt und nach dessen Verhärtung bei Raumtemperatur gelagert. "Da haben wir einen wissenschaftlichen Schatz." Der so entstandene Wachsblock "ändert sich auch in den nächsten hundert Jahren nicht", sagt Huppertz im Gespräch mit dem STANDARD. "Und lässt sich nur nach einer mehrstufigen Prozedur in fünf Mikrometer dicke Scheiben schneiden, deren Strukturen man unter dem Mikroskop hervorragend analysieren kann." Vier bis viereinhalb Millionen solcher Proben lagern mittlerweile in einem Raum, der auf den ersten Blick an die Lagerhallen von Möbelhäusern erinnert, wenngleich er natürlich deutlich kleiner ist: Genauer betrachtet erkennt man ein komplexes System aus Regalen und Schienen, auf denen ein kleiner, wendiger Roboter ausgeschickt werden kann, um die gewünschte Probe an ein Schaltpult mit zwei Arbeitsplätzen zu bringen.

Hier suchen Wissenschafter vor allem nach Tumoren. Und studieren zum Beispiel, wie sich die Proben unter Einwirkung von Antikörpern anfärben. Das kann sogar zu neuen Therapieansätzen führen. Huppertz erzählt mit einigem Stolz über die Forschungserfolge mit derartigen Sammlungen: Wissenschafter hätten mehrere Brusttumorproben mit Markern eingefärbt: Einige reagierten und verfärbten sich, andere nicht. "Aus dieser Erkenntnis entwickelte man mit allen nötigen Zwischenstudien und klinischen Versuchen ein neues Medikament."

Im Molekülbereich der Zelle Gewebe könnte prinzipiell auch im dritten Bereich der Biobank, der Stickstoffkühlung bei minus 150 Grad, aufbewahrt werden. "Wenn man es auftaut, zerfällt es aber. Das wäre für Analysen der Gewebestrukturen nicht vorteilhaft." Mit flüssigem Stickstoff werden deshalb Gewebeproben tiefgefroren, mit denen man zum Beispiel Proteine analysiert, also in den Molekülbereich einer Zelle schaut. Das ist mit mehreren hunderttausend Proben wohl der derzeit noch geringste Bestandteil der Sammlung. Auch hier hilft bei der Arbeit ein Computersystem. Über spezielle Handschuhe werden die Proben schließlich entnommen. "Ohne Sicherheitsvorkehrungen würden die Hände unserer Mitarbeiter anfrieren." Für Medien bot die Stickstoffkühlung immer wieder ein schickes Motiv. Hier dampft und raucht es, wenn man die Truhen öffnet.

Die drei Bereiche der Biobank sind zwar über eine Datenbank verknüpft, befinden sich aber derzeit an drei verschiedenen Orten am Gelände der Med-Uni Graz. Sie sind in kurzer Gehzeit erreichbar, "das ist aber trotzdem umständlich", sagt Huppertz und deutet beim Spaziergang auf eine Baustelle. 2014 sollen alle drei Sammlungen in das derzeit in Bau befindliche Zentrum für Wissens- und Technologietransfer übersiedeln. "Der Aufwand wird beträchtlich, alles abzubauen und dort wieder korrekt zu installieren."

Was aber nicht das einzige logistische Großprojekt der Biobank in den nächsten Monaten und Jahren sein dürfte. In Graz will man auch ein aus Huppertz' Sicht längst fälliges nationales Biobankennetzwerk aufbauen und befindet sich dabei "auf einem guten Weg". Die Med-Unis von Innsbruck und Wien, die Alpen-Adria-Universität Klagenfurt, die Uni Wien und die Veterinärmedizinische Universität in Wien dürften dabei mitmachen.

Am AKH Wien wolle man, sagt Huppertz, möglicherweise eigene Wege gehen. "Die haben auch eine große Sammlung." Eine entsprechende Ausschreibung, über die ein solches Netzwerk finanziert werden könnte, soll es im kommenden März vom Wissenschaftsministerium geben.

Parallel dazu wird mit dem Pathologen Kurt Zatloukal an der Spitze schon seit einigen Jahren ein Europäisches Netzwerk über das Infrastrukturprogramm ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures) der EU errichtet - dabei soll Graz das Zentrum bilden. Länder wie die USA oder China würden schon auf das europäische Netzwerk warten, "damit sie andocken können", berichtet Huppertz von Treffen mit Biobank-Direktoren dieser Staaten. Dann kann man für Studien aus einer wirklich großen Anzahl von Proben wählen und muss sich nicht "mit kleinen Mengen herumschlagen, was das Problem und die Schwäche vieler Forschungsarbeiten derzeit ist". Bis dieses Ziel erreicht ist, wird aber wohl noch einige Zeit vergehen und Mitarbeiter der Biobank werden noch mehrere hundert- bis tausendmal die Automatik der drei Lagersysteme bedienen - und aus der Paraffinsammlung, aus der Stickstoffkühlung und durch Kiwi Proben entnehmen. (Peter Illetschko, DER STANDARD, 13.2.2013)


Wissen: Anonymisierte Proben

Patienten des Landeskrankenhauses Graz müssen ihr Einverständnis geben, ehe die ihnen entnommenen Körperflüssigkeiten oder Tumoren gesammelt und für die Forschung weiterverwendet werden dürfen. Das Einverständnis gilt auch für alle künftigen und alle davor entnommenen Proben, kann aber auch jederzeit widerrufen werden.

In der Grazer Biobank selbst ist die Probe nur mit Daten verknüpft, die keine direkten Rückschlüsse auf die Personen zulassen: Alter, Geschlecht, Krankheitstyp. Auf die übrigen sensiblen klinischen Fakten - zum Beispiel Name der Person - kann nur der Datentreuhänder, das Institut für medizinische Informatik der Med-Uni Graz, zugreifen. Die Firewall vor der Datenbank ist mehrfach gesichert. "Wer da einbrechen will, muss sich schon sehr anstrengen und viel kriminelle Energie haben", meint Berthold Huppertz, Direktor der Biobank.

Derzeit sind ausschließlich Proben des Landeskrankenhauses in der Sammlung zu finden. Über die Steiermärkische Krankenanstaltengesellschaft KAGES ist aber eine Vernetzung mit anderen Krankenhäusern im Bundesland geplant. Sodass dann ein Tumorpatient, der in Graz operiert wurde, eine spätere Blutabnahme in einem anderen, kleineren Spital in der Steiermark durchführen lassen kann und die Daten dennoch verknüpft werden. (pi)

  • Berthold Huppertz: Durch die jahrelange Sammlung der Pathologie haben wir einen wissenschaftlichen Schatz.
    foto: muhr/med-uni graz

    Berthold Huppertz: Durch die jahrelange Sammlung der Pathologie haben wir einen wissenschaftlichen Schatz.

  • Biobanken sollen in Hinkunft weltweit vernetzt werden, um für Studien eine große Anzahl von Proben zur Verfügung zu haben.
    foto: reuters/phil noble

    Biobanken sollen in Hinkunft weltweit vernetzt werden, um für Studien eine große Anzahl von Proben zur Verfügung zu haben.

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