Von Sportlern, Mäusen und Menschen

27. Juni 2006, 18:26
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Neue genetische Er­kenntnisse wecken In­teresse von Sport­trainern: zwecks Gen­dopings - Ein "Palaver" in der Ausstellung "wahr/falsch" in Wien

Neue genetische Erkenntnisse, an Mäusen gewonnen, wecken Interesse von Sporttrainern: zwecks Gendopings. Könnten die Daten aber auf Menschen übertragen werden? Ein "Palaver" in der Ausstellung "wahr/falsch" in Wien.

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Der Spitzensport dürfte seinen Zenit bald erreicht haben. Immerhin nimmt die Zahl neuer sportlicher Höchstleistungen seit Jahren kontinuierlich ab. Die Leistungsfähigkeit des menschlichen Körpers haben Spitzensportler mithilfe wissenschaftlich basierter Hightech-Trainingsmethoden bereits bis an die Grenzen ausgereizt - die einen oder anderen helfen in ihrer Not mit illegalen Steroiden, Eigenblutinfusionen und anderen verbotenen Helferlein nach. Viele von ihnen fliegen dank verschärfter Dopingkontrollen auf und sogleich hinaus.

Die natürlichen Grenzen sind erbarmungslos. Eine Studie über Sprinter etwa hat ergeben, dass vom Energiepotenzial der Muskulatur her die 100 Meter in knapp über 9,6 Sekunden zu schaffen sein könnten. Den aktuellen Rekord hält US-Sprinter Tim Montgomery mit 9,78. Was aber, wenn die Leistungsfähigkeit der Muskulatur mit Mitteln ausgebaut würde, die nicht nachweisbar wären - zum Beispiel mit Gentechnik?

Die oft dünne Grenze zwischen Nutzen und Missbrauch von Forschungsentwicklungen verdeutlichte Egon Ogris von der Abteilung für Medizinische Biochemie der Medizinischen Universität Wien vor ein paar Tagen bei einem "Palaver" im Rahmen der laufenden Wissenschaftsausstellung "wahr/ falsch" in Wien: Man könne aufgrund der Gene bereits eine Voraussage treffen, ob jemand das Potenzial zu einem hervorragenden Sportler habe. Allein diese Information ermögliche es, "aussichtsreiche" Genträger schon als Kinder in speziellen Trainingsprogrammen zu fördern - mit allen Vor- und Nachteilen. Was bisher noch nicht passiert sei. Doch das Interesse von Sporttrainern an Erkenntnissen von Genetikern sei inzwischen beängstigend groß.

Schwarzenegger-Maus

Ein Beispiel: Nadja Rosenthal vom Europäischen Molekularbiologischen Labors (EMBL) entwickelte die so genannte Schwarzenegger-Maus. Sie bediente sich dafür des Wachstumshormons IGF-1. Normalerweise zirkuliert IGF-1 bei Neugeborenen und Kindern im ganzen Körper und aktiviert den Muskelaufbau. Mit der Zeit jedoch findet sich das Hormon nur noch in geringen Konzentrationen in den Muskeln selbst. Offenbar trägt es dort dazu bei, Verletzungen zu beheben.

Rosenthal führte bei ihren Labormäusen Gentherapieversuche mit dem IGF-1-Gen durch und war von den Ergebnissen überrascht: Die behandelten Mäuse produzierten das Wachstumshormon in solchen Mengen, als wenn sie stundenlang ihre Muskeln trainiert hätten. Das IGF-1-Gen wirkte zudem nur dort, wo es eingespritzt wurde. Weder wurde das produzierte Wachstumshormon im Blut gefunden, noch konnten Auswirkungen auf andere Muskeln beobachtet werden.

Bei ihren ersten Präsentationen einer solchen Schwarzenegger-Maus, erklärte Egon Ogris, sei Rosenthal mit Sporttrainern konfrontiert gewesen, die explizit nach Möglichkeiten zum nicht nachweisbaren Gendoping gefragt hätten.

Auf der anderen, ethisch unbedenklichen Seite könnte diese Genmanipulation aber bei der Heilung von Sportverletzungen oder für den Muskelaufbau nach langer, etwa unfallbedingter Bettlägerigkeit oder bei Muskelerkrankungen eingesetzt werden, waren sich Ogris und Thomas Rülicke, Vorstand des Instituts für Labortierkunde, beim "wahr/falsch"-Palaver einig. Die Schwarzenegger-Maus trage also quasi das Janusgesicht der Wissenschaft.

Grenze der Forschung

Diese Dualität sei derzeit jedoch noch ein theoretisches Dilemma, denn diese Grundlagenforschung stoße an ihre eigenen Grenzen. Zwar sei die Wissenschaft laut Ogris in der Lage, Familien zu screenen und gesuchte Gene zu identifizieren, die vielfältigen Funktionen dieser Gene seien aber noch unklar. Fraglich seien daher die bei der Forschung generierten Informationen zum genetischen Potenzial. Und überhaupt - wie weit lassen sich Forschungsergebnisse etwa von Mausmodellen auf Menschen übertragen?

"Die Frage ist immer, wie verändern die Gene Zelleigenschaften? Komplexe Organismen unterscheiden sich nicht durch neue Gene, sondern durch neue Regulationskombinationen", erklärte Gerd Müller, Leiter des Instituts für Theoretische Biologie in Wien während des Palavers. Diese Tatsache erlaube den Einsatz von Modellsystemen als vereinfachte Präsentation eines Regulationssystems.

Entscheidend für den Einsatz von Modellen in der Forschung sei aber die Verwandtschaftsbeziehung zwischen allen heutigen Lebewesen und die daraus resultierende Gemeinsamkeit von Zellen mit grundlegenden Funktionen, ergänzte Ogris: Mensch und Bäckerhefe sind "in einem Genprodukt, das den Vermehrungsprozess von Zellen steuert, zu 64 Prozent ident". Da aber gleichartige Gen-Wechselwirkungen ihre Entsprechung in völlig unterschiedlichen Körperstrukturen haben, seien auch die Modellsysteme begrenzt.

Wie wichtig die Wahl des richtigen Modells sein kann, veranschaulichte Rülicke mit einer Anekdote aus der Medizingeschichte: Bei ersten Versuchen mit Penizillin infizierten Forscher Mäuse mit einer Streptokokkenüberdosis, um diese danach mit dem Antibiotikum erfolgreich zu behandeln. "Meerschweinchen aber sterben am Penizillin. Die falsche Versuchsgruppe - also das falsche Modell - hätte hier vielleicht die Entdeckung des Medikaments verhindert."

Noch ein Beispiel für unerwartete Hindernisse in der Geschichte der Genomforschung brachte Ogris: "Schon Gregor Mendel wollte seine Theorien an Mäusen erproben, doch die Kirche verbat ihm Tiere zu halten, die Sex haben."

Welche Tiere besonders geeignet sind, hänge auch von der Verfügbarkeit, der kleinen Körpergröße, von schnellen Regenerationsfolgen und der einfachen Haltung ab. Heute werde in der Entwicklungsgenetik vorrangig am Zebrafisch getestet, der in großer Zahl unter völlig gleichen Bedingungen gehalten werden kann. Grundsätzlich komme die Naturwissenschaft nicht ohne Modelle aus, da riesige Datenmengen, zunehmende Komplexität und Wechselwirkungen in vereinfachten Modellen dargestellt werden müssten, sagte Müller: "Modelle sind Mittler zwischen Theorie und Phänomenen."

Wieder mehr Theorie

Egon Ogris relativierte augenzwinkernd menschliche Forschungsergebnisse: "Vielleicht hat das die Natur längst erfunden, und es hat sich als nicht sinnvoll erwiesen. Und wir greifen in die Evolution ein." Gerd Müller präzisierte: "Wir greifen noch nicht ein, weil wir mit Einzelversuchen nicht Generationen schaffen, die andere verdrängen." Er gab aber zu: "Die Muskelmaus hat es vermutlich schon gegeben." Generell sei die mögliche Problematik nicht eine persönliche Schädigung beim Verzehr einer genmanipulierten Pflanze, sondern dass der Mensch die über Millionen Jahre entwickelte Homöostase (Selbstregulation) verändere.

Einen weiteren Forschungsschritt in der Biologie - nämlich weg vom Tiermodell - skizzierte Ogris: Nach dem Ausprobieren am Modell widme man sich nun in der theoretischen und mathematischen Biologie verstärkt der Theorie dahinter. (DER STANDARD, Print-Ausgabe, 21. Juni 2006)

Von Andreas Feiertag

Die von "innovatives-oesterreich.at" mit Unterstützung der Ministerien für Wissenschaft, Wirtschaft und Technologie und Stadt Wien präsentierte Wissenschafts- Ausstellung "wahr/falsch" ist bis 15. Juli an Stationen entlang der Wiener U-Bahn-Linie U3 zu sehen und wird von etlichen Veranstaltungen begleitet.

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    Labormäuse: beliebte Modellorganismen für Genetiker. Die aus ihrer Erforschung gewonnenen Erkenntnisse können genutzt und missbraucht werden – für das Gendoping im Sport etwa. Noch ist alles reine Theorie, und für eine mögliche Praxis stellt sich die Frage: Können Mäuse-Daten überhaupt auf Menschen umgelegt werden?

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