Rückblicke 2009

Dr. Jörg Maxton-
Küchenmeister
(Fotos: Jann Wilken)

Evolution heute: Evolution und Medizin

26. Februar 2009

Darwin hat in seinem Grundlagenwerk über die Entstehung der Arten die Evolution immer als allmählichen Prozess verstanden, der über lange Zeiträume abläuft. Spontane Entwicklungssprünge lehnte er ab. Auch heutzutage glauben viele, Evolution könne man nicht beobachten, die Zeiträume seien zu lang. Dr. Jörg Maxton-Küchenmeister, Generalsekretär der Akademie der Wissenschaften in Hamburg, machte zu Beginn der dritten und letzten Veranstaltung »Evolution und Medizin« der Kurzreihe »Evolution heute« deutlich, dass gerade die Medizin viele aktuelle Gegenbeispiele bietet. »Wer glaubt, dass man sich als Forscher der Evolution nur historisch beschreibend nähern kann, übersieht zwei Tatsachen: Einerseits den Stand der aktuellen Laborforschung, die mittlerweile intensiv mit Evolutionsmechanismen arbeitet. Zum zweiten die zahlreichen Beispiele für die erfolgreiche und schnelle Evolution von Virenerkrankungen wie AIDS, Vogelgrippe oder SARS oder auch das Vermögen von Bakterien, Antibiotikaresistenzen zu entwickeln. Der Mensch mag unter vielen Gesichtspunkten zwar als Krone der Schöpfung erscheinen, die wahre Krone für stets erfolgreiche Weiterevolution gehört, so fürchte ich, ins Reich der Mikroben.« Über diese »Evolution im Verborgenen« berichteten im KörberForum Prof. Dr. Christian Drosten, Leiter des Instituts für Virologie am Universitätsklinikum Bonn und prominenter Entdecker des SARS-Virus, und Prof. Dr. Andreas Plückthun, Professor für Biochemie an der Universität Zürich, einem der Wegbereiter der neuen Antikörpertechnologien in der Medizin.

Prof. Dr. Christian Drosten

Andreas Plückthun hat in den letzten Jahren bei der Entwicklung synthetischer Proteine Neuland betreten und Unmögliches möglich gemacht: Die gerichtete Evolution im Reagenzglas. Die in der Natur erfolgreich sich weiterentwickelnden Krankheitserreger schlägt er mit den eigenen Waffen. Geholfen haben ihm die Erkenntnisse Darwins und das Wissen um Diversifizierung und Selektion als primäre Prozesse der Evolution. »Als Experimentatoren haben wir uns von Beobachtern zu Gestaltern weiterentwickelt. Wir sind heute in der Lage, Eiweiße gezielt maßzuschneidern, sie zu effektiven Medikamenten zu entwickeln und so das Spektrum herkömmlicher Therapiemöglichkeiten zu erweitern.«

Martin Meister

Plückthun arbeitet im Reagenzglas rein biochemisch. Ausgangspunkt sind Proteine, die den Genabschnitt, der für ihre Herstellung verantwortlich ist, im »Schlepptau« haben. Sein Trick: Durch Zugabe von Chemikalien unterwirft er den Gencode dieser Proteine einer künstlichen Mutation und sorgt so für die nötige Diversifizierung. In einem zweiten Schritt stellt er aus diesen mutierten Genen neue Proteine her, die zum größten Teil unbrauchbar sind. Einige wenige jedoch sind besser als ihr Ursprungsprotein und somit »evolutiv verbessert«. Diese Proteine läßt er an Zielmoleküle binden und hat auf diese Weise diejenigen mit den besten Bindungseigenschaften selektioniert. Dieser Prozess wird so oft wiederholt, bis ein Protein hergestellt ist, das die gewünschten Eigenschaften besitzt. »Diese Proteine können im besten Fall als Antikörper funktionieren. In der klinischen Vorprüfung von mit diesem Verfahren hergestellten Wirkstoffen sind wir schon so weit, dass wir bei bestimmten Krebsarten toxische Substanzen gezielt zu Tumorsubstanzen transportieren können, um diese abzutöten. Darwins Lehren sind also modern, aktuell und direkt anwendbar.«

Prof. Dr. Andreas Plückthun

Erstmals im November 2002 berichtete China über erste Fälle einer bis dato unbekannten Infektionskrankheit. Rund 8.000 Menschen wurden in den darauf folgenden Monaten von ihr befallen, 10 Prozent starben. Die Seuche reiste um die Welt, auch aus Deutschland und Großbritannien wurden im Frühjahr 2003 Krankheitsfälle gemeldet. Das Thema von Christian Drosten sind Zoonosen: Von Tier zum Mensch oder vom Mensch zum Tier übertragene Infektionskrankheiten. Dem Humanmediziner gelang es schließlich, einen Corona-Virus als Erreger des »Schweren Akuten Atemwegssyndroms« SARS zu identifizieren. Das Virus kommt normalerweise in Fledermäusen vor, ruft dort aber keine Symptome hervor. Die Infektionskrankheit steht für einen Typus von Erkrankungen, zu denen etwa auch die Vogelgrippe oder Ebola gehören. Ihnen ist gemeinsam, dass ein auf Tiere spezialisierter Erreger plötzlich auch Menschen infiziert. »Die Evolution der Zoonosen ist keine Evolution, sondern ein Unfall der Evolution. Der plötzliche Sprung über die Artgrenze erfolgt zufällig, der Mensch ist bei diesen Erkrankungen eigentlich ein Fehlwirt. Die Unauffälligkeit dieser Viren über lange Zeiträume ist das Ergebnis einer langen Virus-Wirt-Koevolution. Begünstigt werden die plötzlichen Übergänge von den üblichen Wirtstieren auf den Menschen durch den Raubbau der Regenwälder, die weltweiten Klimaveränderungen und die zunehmende Migration. Letztendlich sind wir also selbst durch unser geändertes Verhalten für die Zunahme solcher Epidemien verantwortlich. Manchmal ist die Erklärung aber auch viel einfacher: Fledermäuse, deren Bedeutung als Reservoir für Zoonosen sehr lange unterschätzt wurde, werden in Afrika häufig auf Märkten als bush meat zum Verzehr angeboten.«

Zum Abschluss der Reihe »Evolution heute« haben Christian Drosten und Andreas Plückthun durch ihre Anschaulichkeit und Modernität ihrer Themen bewiesen, dass die von Darwin erstmals formulierten Erkenntnisse über die Entwicklung der Arten nichts von ihrer Aktualität eingebüßt haben und den Fortschritt in den Biowissenschaften als »Schlüsseltechnolgien des 21. Jahrhunderts« noch heute entscheidend prägen.

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