Gunther Hartmann: Mechanismus der Immunabwehr enträtselt

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Prof. Dr. Gunther Hartmann, Direktor Abteilung für Klinische Pharmakologie Universitätsklinikum Bonn Quelle: Hartmann

25.10.2006  - 

Als Prof. Dr. Gunther Hartmann 1999 aus den USA zurückkehrte, hätte er es sich nicht träumen lassen, dass er in Deutschland seine Forschung so erfolgreich fortsetzen würde. Zunächst in München, später als Direktor der Abteilung für Klinische Pharmakologie am Universitätsklinikum Bonn konnte er zusammen mit Forschern der Ludwig-Maximilians-Universität München entschlüsseln, wie Viren es schaffen, infizierten Zellen ihren Willen aufzuzwingen. Unterstützt wurde er dabei von Anfang an vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), unter anderem mit dem BioFuture Preis im Jahr 2005.

Viren sind raffinierte Schmarotzer: Sie vermehren sich, indem sie befallene Zellen mit  gefälschten Befehlen dazu bringen, neue Viren herzustellen. Doch oft merkt die Zelle, dass etwas faul ist. Wie die Forscher um Hartmann nun im Fachmagazin Science (16. Oktober, Online-Publikation) berichten, haben sie entdeckt, warum: Zellen sind in der Lage, ihre Befehle zu “unterschreiben”, Viren dagegen nicht. 

Die Infektion durch Viren erfolgt in den meisten Fällen durch die Injektion viraler Ribonukleinsäure (RNA) in die Zelle, die dadurch umprogrammiert wird: die Zellmaschinerie stellt dann haufenweise neue Virus-Proteine her. “Die Zellen sind einer Viren-Attacke nicht wehrlos ausgeliefert“, erklärt Hartmann, “Oft erkennen sie die fremde RNA und lösen Alarm aus: Sie produzieren dann beispielsweise das so genannte Beta-Interferon und aktivieren damit bestimmte Killerzellen. Außerdem leiten sie ein Selbstmord-Programm der Zelle ein – die Apoptose. Die Viren können sich dann nicht weiter vermehren.“ 

„Unterschrift“ schützt eigene RNA

Wie Zellen eigene RNA von der des “Feindes“ unterscheiden, war bislang nicht bekannt. Die im Fachmagazin Science veröffentlichten Ergebnisse, an denen auch Prof. Dr. Klaus Conzelmann vom Genzentrum der LMU München und ein japanisches Forscherteam beteiligt waren, bringen nun Licht ins Dunkel: Die Anweisungen aus dem Zellkern tragen demnach eine Art “Unterschrift“, die den viralen Baubefehlen fehlt. Die RNA ähnelt einer langen Schnur, bei Viren sitzt an einem Ende dieser Schnur ein bestimmtes chemisches Signal, das zunächst dem der Zellen ähnelt. Auf dieses chemische Signal wird jedoch in Zellen ein weiteres kurzes Molekül gesetzt, eine molekulare Kappe (cap), die wie eine „Unterschrift“ wirkt. Bei allen Tieren und Pflanzen tragen RNA-Moleküle solche molekularen Unterschriften, die das Signal darstellen, dass es sich tatsächlich um eigene RNA handelt. 

Bedeutung für die Therapie

Die Arbeiten von Hartmann leiten einen Paradigmenwechsel im Verständnis von Virusinfektionen ein. Erstmals ist eine Struktur beschrieben worden, über die fremde RNA sicher erkannt wird. Die Tatsache, dass RNAs ohne “Unterschrift“ die Immunantwort anregen und Zellen in den Selbstmord treiben, eröffnet eine völlig neue Perspektive für die Therapie von Virusinfektionen und Krebserkrankungen: So könnte man RNA-Ketten mit einem Triphosphat-Ende herstellen und diese in Krebszellen einschleusen. Auch eine antivirale Immunantwort ließe sich damit auslösen. “Für die Gentherapie sind unsere Ergebnisse ebenfalls wichtig“, betont Hartmann. “Bevor man versucht, Krankheiten durch Einschleusen von Erbmaterial zu heilen, sollte man genau verstehen, wie die Zellen auf dieses Erbmaterial reagieren.“ 

Die Vorarbeiten zu diesen Forschungen stammen noch aus der Zeit, in der Hartmann an der University of Iowa gearbeitet hat. Die Forscher hatten schon damals Virus-Imitate entwickelt, die sogenannten CPG-Oligos, und durch Patente schützen lassen. Einer der ehemaligen Kollegen von der University of Iowa, Dr. Arthur Krieg, gründete das deutsch-amerikanische Biotech-Unternehmen Coley Pharmaceuticals, das vor kurzem die Rechte an den CPG-Oligos an das Pharma-Unternehmen Pfizer verkaufen konnte. Pfizer testet mittlerweile einen Wirkstoffkandidaten, der auf CPG-Oligos beruht, inPhase III-Studien zur Krebstherapie - eine mögliche Zulassung ist damit nicht mehr in all zu weiter Ferne.

Die Zusammenarbeit Hartmanns mit dem Biotech-Unternehmen Coley wurde vom BMBF von Beginn an in einem Verbundprojekt gefördert. Im Jahr 2005 erhielt Hartmann für seine Forschung außerdem den BioFuture-Preis, der vom BMBF inzwischen an insgesamt 51 exzellente Forscher vergeben wurde. Die Auszeichnung ist mit durchschnittlich 1,5 Millionen Euro dotiert und soll den Wissenschaftlern ermöglichen, eine eigene Arbeitsgruppe aufzubauen. „Die BMBF-Förderung hat mir viel geholfen,“ sagt Gunther Hartmann, „und es ist ja auch etwas dabei herausgekommen“ – neben den wissenschaftlichen Erfolgen, unter anderem mit Veröffentlichungen im Facahmagazin Nature Medicine im Jahr 2005 und der jetzt folgenden Veröffentlichung in der Zeitschrift Science, freut sich Hartmann besonders über die praktische Bedeutung seiner Forschung für die Behandlung von Krebs- oder AIDS-Patienten.
Wenn ihm die Forschung noch Zeit lässt, beschäftigt sich Hartmann am liebsten mit seinen beiden Söhnen oder unternimmt mit Familie und Freunden Ausflüge in die Natur. Denn aus seiner Zeit in München hat er die Liebe zum Skilaufen, Wandern und Wildwasser behalten.

Hinweis:
Am 4.11.2006 kann Gunther Hartmann seine Arbeiten auch einem breiten Publikum vorstellen: er ist von Frank Elsner zu dessen Sendung „Menschen der Woche“ eingeladen worden (SWR, 22:20 Uhr)