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Medizin-Nobelpreis 2009: Suche nach den Erbgut-Schutzkappen

Foto: dpa / EPA / BLACKBURN LAB / HO

Medizin-Nobelpreis Jäger der ewigen Jugend

Sie fanden ein Enzym, das die Alterung reguliert - und beim Entstehen von Krebs eine Schlüsselrolle spielt. Zwei US-Forscherinnen und ein Kollege wurden jetzt für ihre Entdeckung mit dem Nobelpreis geehrt. Pharma- und Anti-Aging-Industrie setzen große Hoffnung auf die Erforschung der Telomerase.
Von Cinthia Briseño

Als das "Time Magazine" vor zwei Jahren Elizabeth Blackburn in die Liste der 100 einflussreichsten Menschen der Welt aufnahm , vermied es die Wissenschaftlerin, einen Fehler der Redakteure korrigieren zu lassen. In dem Artikel wurde ihr Alter mit 44 angegeben. In Wahrheit war die Wissenschaftlerin schon 58.

Seither wurde der Fehler nicht korrigiert. Auch eine Art des Jungbrunnens.

Dabei ist Blackburn, die am Montag zusammen mit den US-Forschern Carol Greider und Jack Szostak mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet worden ist, dem Geheimnis der ewigen Jugend dicht auf der Spur. Seit mehr als 30 Jahren untersucht die australisch-amerikanische Wissenschaftlerin das Altern und dessen biochemische Prozesse in der Zelle. Den Nobelpreis teilt sie sich mit ihren Kollegen für die Entdeckung eines lebensnotwendigen Enzyms, dem beim Altern eine wichtige Funktion zugeschrieben wird: Telomerase.

Schon zu Beginn der siebziger Jahre standen die Genetiker vor einem grundlegenden Problem: Eine Zelle muss vor jeder Teilung ihr Erbgut akkurat kopieren. Nur so erhält jede Tochterzelle das vollständige genetische Material, andernfalls drohen Fehlfunktionen oder gar der Untergang der Zelle. Doch schon James D. Watson, ebenfalls Nobelpreisträger und Mitentdecker der Doppelhelix-Struktur der DNA, wusste, dass es beim Kopieren der Erbsubstanz Stolpersteine gibt. Die Enzyme, die DNA herstellen können und die man bis dahin kannte, sind nicht in der Lage, die Enden der Chromosomen exakt und vollständig zu vervielfältigen. Somit müsste bei jeder Zellteilung ein Teil der Chromosomenenden, der sogenannten Telomere, unweigerlich schwinden und schließlich auch kritische Erbsubstanz verlorengehen. Dieses Problem nannten die Wissenschaftler das "Endreplikationsproblem".

Die Suche nach der Telomerase

Blackburn, die seinerzeit in Berkley an der University of California war, hatte gemeinsam mit dem Kollegen Jack Szostak von der Harvard University eine eigene Theorie für dieses Problem. Ihre Annahme war, es müsse einen Mechanismus geben, der diesem Verschwinden der Chromosomenenden entgegenarbeitet. Schon bald darauf fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Telomere im Zuge von Zellteilungen tatsächlich schrumpfen. Doch durch Anhängen einzelner DNA-Bausteine werden sie auch wieder verlängert.

Für diesen Prozess musste es ein Enzym geben, dessen waren sich die Forscher einig. Und tatsächlich gelang es Blackburn, ihrer Doktorandin Carol Greider sowie Jack Szostak Anfang der achtziger Jahre dessen Existenz in einem Reagenzglastest zu belegen. "Das waren ganz entscheidende Experimente, die Szostak und Blackburn 1982 zusammen durchgeführt haben. Sie waren sehr originell, geradezu frech", begründet der schwedische Medizinprofessor Nils-Göran Larsson vom Karolinska-Institut in Stockholm, einer der Juroren zur Verleihung des Medizin-Nobelpreises, die Entscheidung für die Verleihung des Preises. In den darauffolgenden Jahren wiesen sie und andere Arbeitsgruppen die Telomerase erst in einzelligen Organismen, später auch in Hefepilzen, Fröschen und Mäusen nach. Bald sollte der Wissenschaft klar werden, dass praktisch alle Organismen, darunter auch der Mensch, die Zellen mit Kernen haben, Telomerase produzieren. Zwar unterscheidet sich das Enzym in Details von Art zu Art, im Grunde funktioniert es aber immer nach dem gleichen Prinzip.

Dank der grundlegenden Forschungen von Blackburn, Greider und Szostak weiß man heute, dass die Länge der Telomere und das Altern einer Zelle zusammenhängen. Wenn sich die Telomere verkürzen, altert die Zelle. Dieser Vorgang passiert in den meisten normalen ausgewachsenen menschlichen Zellen. Dort ist die Telomerase meistens nicht mehr oder nur kaum aktiv und die Zahl der Vermehrungszyklen dadurch beschränkt. Für viele Forscher begann mit dieser Erkenntnis die Jagd nach dem ewigen Jungbrunnen. Die Idee: Man müsste in den Zellen die Aktivität der Telomerase nur wieder einschalten und schon könnten sie sich wieder unbegrenzt teilen. Die Anti-Aging-Medizin sieht hier einen Ansatzpunkt zur Steigerung der Lebenserwartung.

Telomerase spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Krebs

Doch dass Zellen ohne aktive Telomerase an Teilungsfähigkeit einbüßen, ist nicht zwangsläufig ein Makel. Vielmehr verhindert die Deaktivierung von Telomerase mitunter den Ausbruch vor Krebs. In den vergangenen Jahren wurden in einer Reihe von Untersuchungen gezeigt, dass Telomerase in vielen Krebszellen besonders aktiv ist. Krebszellen teilen sich unkontrolliert, weshalb es zu Wucherungen im Gewebe kommen kann. Deshalb ist eine Krebszelle besonders daran interessiert, sich unbegrenzt teilen zu können. Das geht nur mit stabilen Telomeren, die mit Hilfe von Telomerase ständig wieder aufgefüllt werden.

Diese Erkenntnis hat zu einer Reihe von Ansätzen für die Therapie von Krebs geführt. Forscher und Pharmaindustrie hoffen, mit neuen Wirkstoffen die Telomerase-Aktivität in Tumorzellen zu vermindern. Dann wäre der schützende Mechanismus außer Kraft gesetzt, die Krebszelle würde genau wie eine normale Körperzelle altern und nach einer bestimmten Anzahl an Zellteilungen sterben. Dieses Ziel verfolgt beispielsweise die kalifornische Firma Geron. Sie hat einen Telomerase-Inhibitor entwickelt, der derzeit in einer Reihe von klinischen Studien untersucht wird. Doch Ergebnisse, die eine Wirksamkeit solcher Substanzen bei Krebserkrankungen belegen würden, gibt es noch nicht.

Doch bis aus den Forschungsarbeiten der drei Nobelpreisträger nützliche Medikamente für Krebskranke entstanden sind, wird es noch eine Weile dauern. "Die Entdeckung wird sehr, sehr viele Konsequenzen für die Medizin haben. Aber wann, das kann man nicht sagen. Bei ähnlichen Nobelpreisen in der Vergangenheit dauerte es 30 Jahre", sagt der Juror Nils-Göran Larsson.

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