Katja Heilmann: Turbo für die Antikörper-Fabrik

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Katja Heilmann erforscht Antikörper-Technologien am Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam. Quelle: Katja Heilmann

02.05.2012  - 

Dem Biologielehrer hat Katja Heilmann ihre Karriere zu verdanken. „Der konnte Themen so interessant vermitteln, dass ich nur noch eins wollte: Biologie studieren“, erinnert sich Katja Heilmann. Ihre Diplomarbeit an der Humboldt-Universität zu Berlin war gänzlich mikrobiologisch ausgerichtet. Aber das war ihr zu abstrakt. „Ich wollte etwas machen, das für Menschen sinnvoll ist“, sagt sie. Die Gelegenheit ergab sich, als sie mit Burkhard Micheel  einen Doktorvater an der Universität Potsdam fand, der sie in die Immunologie einführte. Nach zwei Jahren an der Charité ging es deshalb auch 2008 zurück nach Potsdam, wo die 34-jährige seitdem die Nachwuchsgruppe Antikörpertechnologien mit großem Erfolg und viel Leidenschaft leitet. Momentan etabliert sie ein Verfahren, das bald für Furore sorgen könnte: Sie will Antikörper wesentlich schneller herstellen – und dabei auf den Tierversuche verzichten.

„Mein Doktorvater Burkhard Micheel hat mich sehr geprägt. Er hatte immer ein offenes Ohr für mich und gab mir die Freiheit, meine eigene Forschung zu machen“, sagt die in der Lutherstadt Wittenberg geborene Forscherin.  „Seine Art und Weise  im Umgang mit Menschen habe ich sehr geschätzt – und übernommen.“ Dieser  unkomplizierte und offene Umgang scheint die Wissenschaftler um Katja Heilmann zu beflügeln, denn die Forschung rund um die Beschleunigung der Antikörper-Herstellung kann sich international sehen lassen. Besonders stolz ist Heilmann über ihre letzte Publikation zum Thema in-vitro-Immunisierung, die im vergangenen September im Journal of Biotechnology (2011, Online-Vorabveröffentlichung) erschienen ist.

Das teuerste Arbeitspferd in Potsdam: Automatisierungsstation für die Antikörperherstellung im Wert von 1,5 Millionen Euro.Quelle: Katja Heilmann

Künstliche Immunreaktion statt Mausmodell

„Wir konnten mit dieser Publikation den Beweis liefern, dass sich  Antikörper auch in vitro, also außerhalb des lebenden Organismus, herstellen lassen“, so die Biologin. Bislang werden Antikörper in zwei Schritten hergestellt. Zuerst werden die Tiere mit einem Antigen immunisiert, das eine spezifische Antikörper-Antwort hervorruft. Nach einigen Monaten können die Antikörper-produzierenden Zellen aus der Milz isoliert werden. Den Wissenschaftlern um Heilmann ist es gelungen, diese Immunreaktion künstlich nachzubauen und somit die Antikörper-Produktionszeit auf zwei Wochen zu verkürzen. „Sollte sich die Methode etablieren, dann werden wir zukünftig keine Tiere mehr für die Antikörperherstellung benötigen“, freut sich die Antikörper-Expertin. Im  zweiten Schritt wird die Lebensdauer der Antikörper-produzierenden Zellen verlängert. „Sonst sind sie nämlich nach einer Woche tot“, erklärt Heilmann. Heilmann greift dafür auf eine 1975 entwickelte Technik zurück: Die Antikörper-produzierenden B-Zellen werden mit Krebszellen fusioniert. Die Eigenschaften von Krebszellen sind stark verändert: Sie selbst sind zur Produktion von Antikörpern ungeeignet, diese Eigenschaft haben sie verloren.In dieser Folge der Kreidezeit erklären wir, was Antikörper sind.Quelle: biotechnologie.tv Andererseits tritt bei ihnen auch nicht  der programmierte Zelltod (Apoptose) ein. Durch eine Verschmelzung beider Zelltypen entsteht eine quasi unsterbliche Hybridomzelle, die sehr lange Antikörper produzieren kann. Danach erfolgt die mühsame Suche nach dem „goldenen“ Antikörper,  der aus dem vorhandenen Antikörper-Potpourri herausgefischt werden muss. „Auch diesen Schritt planen wir zu vereinfachen, unter anderem mit der Hilfe von Toxinen“ so die Wissenschaftlerin. Ihre Methode setzt auf den Einsatz von Giften: Die Forscher koppeln das Antigen mit einem Toxin und geben es auf das Sammelsurium an Antikörper-produzierenden Hybridomen. „Passen Antigen und Antikörper zusammen, dann  wird das Gift neutralisiert und die Zellen überleben. Passen Schlüssel und Schloss nicht aufeinander, dann entfaltet das Toxin die volle Wirkung, die Zellen sterben“, erklärt Heilmann. Wenn auch diese Methode funktioniert, könnte Heilmanns Arbeitsgruppe die Zeitspanne für die Antikörperproduktion von bislang 6-8 Monaten auf zwei Monate verkürzen.

Endspurt in Richtung Produkt

Inzwischen bekommt Heilmann die ersten Kooperationsanfragen aus der Wirtschaft. Die Firmen haben schon lange das Potenzial erkannt, das hinter Heilmanns Methode steckt. Heilmann freut sich, dass sich die Entscheidung, sich eher in der Forschung für den Menschen zu engagieren, jetzt auszahlt: Wenn dank der von ihr entwickelten Methode eines Tages schneller und günstiger Antikörper produziert werden, können diese sowohl in der Forschung als auch in der Therapie verschiedenster Krankheiten eingesetzt werden. Eine hochmoderne Roboteranlage für Antikörperproduktion (mehr...) im Wert von 1,5 Millionen Euro steht der Wissenschaftlerin für die Turbo-Antikörperproduktion bereits zur Verfügung. Sie wurde im Rahmen des „InnoProfile“ -Projekts „Antikörper-Technologien“  des Bundesforschungsministeriums (BMBF) angeschafft.  „Meine Vision ist es, hier in Potsdam eine Art Kompetenzzentrum für Antikörper  zu etablieren und ein  wichtiger Partner für Industrie und Forschung im Bereich Immuntechnologie zu werden“, sagt Heilmann. Obwohl sie beruflich auf der Überholspur fährt, ist die Mutter eines zweijährigen Sohnes sehr zufrieden mit der Zeit, die ihr für ihr Privatleben bleibt: „Der Kleine hält mich ganz schön auf Trab, wir genießen unsere freie Zeit gerne zusammen im Garten und in der Natur“, sagt sie. „Da kann ich am besten von meiner Arbeit abschalten.“

Autorin: Andrea van Bergen