Update: Wegbereiter für die Medizin von morgen

Der Versuch einer Zeitreise - von den Grundlagen bis zur Spitzenmedizin

Wien (OTS) - Ohne Alpha kein Omega. Ohne Grundlagenforschung keine Entwicklung. Ohne Verständnis der Vorgänge auf molekularer Ebene keine präzisen Ansatzpunkte in der medizinischen Forschung und Entwicklung und somit keine zielgerichteten Therapien. Im Rahmen der 4. Amgen.Press.Academy. gingen hochkarätige ReferentInnen den Dingen im wahrsten Sinne "auf den Grund". Sie gaben Einblick in die faszinierende Welt der RNA und gingen der Frage nach, ob zuerst "Henne oder Ei" da war und wie RNA therapeutisch wirksam sein kann. Sie erläuterten, wie mit Hilfe von Glykochemie und Glykobiologie Werkzeuge zur Produktion therapeutischer Moleküle geschaffen werden können, und sie wagten einen Blick in die Zukunft: Wie wird Spitzenmedizin in 10 Jahren voraussichtlich aussehen, was wird "machbar" sein?

"Zuckersignaturen" - "Fingerprints" der Lebewesen?

In die Welt der Kohlenhydrate, die bei biologischen Prozessen und Funktionen von enormer Bedeutung sind, entführte Univ.-Prof. DI Dr. Paul Kosma. "Rund zwei Drittel aller biologisch aktiven Proteine in Organismen - von Bakterien bis zu Säugetieren - sind mit einer Anzahl ganz bestimmter Zuckermoleküle verbunden. Diese sogenannte Glykosylierung ist für die Funktion der Proteine ausschlaggebend und sie bestimmt wichtige Eigenschaften wie die Immunogenität, Zelladhäsion, Zelldifferenzierung und das Zellwachstum mit. Die spezifischen Glykosylierungsmuster bei Tieren, Pflanzen und Bakterien sind unter anderem ausschlaggebend für die Immunogenität von Proteinen, das heißt, es hängt auch von den assoziierten Zuckermolekülen ab, ob unser Immunsystem Proteine als fremd erkennt oder nicht."

Kosma, Leiter des Departments für Chemie am Vienna Institute of Biotechnology (VIBT BOKU), schilderte eindrucksvoll, welch weitreichende Wirkungen kleinste Strukturen - Glykane, also Vielfachzucker - im menschlichen Organismus haben.
ZwT.: Von der Erforschung bis zur Anwendung - Glykochemie und Glykobiologie als "Tools" zur Produktion therapeutischer Moleküle "Die große Herausforderung der modernen Biotechnologie besteht darin, authentische Glykosylierungsmuster in rekombinanten Proteinen zu generieren, um einerseits volle biologische Aktivität zu gewährleisten und andererseits unerwünschte Immunreaktionen gegen 'fremde' Glykoformen zu vermeiden", so Kosma.

Kosma berichtete auch über die Erfolge, die mittels "Glyco-engineering" bereits erzielt werden konnten: die vor kurzem an der Wiener Univerisität für Bodenkultur (BOKU) gelungene Herstellung von Plantbodies - dabei handelt es sich um humanisierte Antikörper, die in einer Pflanze (Tabakpflanze) hergestellt werden. Oder tumorassoziierte Glykane, die als neue Antitumorvakzine Anwendung finden sowie die biotechnologische Produktion von Antikörpern zur Therapie und Vorbeugung von Infektionserkrankungen wie Bakterienruhr, Thyphus, Cholera, Malaria, Lungenentzündungen und Pilzinfektionen.

Kosma abschließend: "Um letztlich Zellen anderer Organismen wie Pflanzen, Insekten oder Pilze dazu zu bewegen, "menschliche" Glykosylierungsmuster zu produzieren, wird intensiv an der Aufklärung der zugrunde liegenden biologischen Gesetzmäßigkeiten gearbeitet. Gleichzeitig geht die technologieorientierte Grundlagenforschung eben dahin, diese alternativen Produktionssysteme für therapeutische Proteine weiter zu entwickeln."

Die Stellung der RNA im "Buch des Lebens"

In ihrem jüngst erschienenen Buch "Die Henne und das Ei - auf der Suche nach dem Ursprung des Lebens" beschreibt Univ.-Prof.in Dr.in Renée Schroeder die spannende Suche nach dem Ursprung des Lebens. Und auch bei der Amgen.Press.Academy. nahm sie die anwesenden JournalistInnen mit auf eine Reise "in meine Lieblingswelt, die Welt der RNA", so Schroeder, Biochemikerin und Genetikerin, Leiterin des Departments für Biochemie und Zellbiologie, Universität Wien, Max F. Perutz Laboratories. Schroeder spricht von der RNA als vom "Molekül des Lebens", denn sie ist das Henn-Ei, so postuliert sie. "Weil sie beides kann: Bauplan sein und den Stoffwechsel antreiben. In der ersten Dimension, ihrer Primärstruktur, kann sie Information speichern - wie die DNA. Und zusätzlich kann sie in ihrer Fähigkeit, sich zu falten und dreidimensionale Strukturen zu bilden, Funktionalität entfalten. Und dies ist die Voraussetzung dafür, dass sie ihre Stoffwechselfunktion erfüllen kann wie Proteine. Information und Stoffwechsel. Die zwei wichtigsten Eigenschaften des Lebens. In einem Molekül." Aber natürlich alles aus heutiger wissenschaftlicher Sicht, betont Schroeder, denn laufend werden neue Erkenntnisse gewonnen, laufend muss das "Weltbild angepasst, zurecht gerückt werden".

Das "Molekül des Lebens" als Therapeutikum

Aber die Forschung und Erkenntnisse rund um die RNA haben auch für die Medizin von morgen weitreichende Bedeutung. In den letzten Jahren haben Forschungsunternehmen und universitäre Einrichtungen die Chance erkannt, durch die Hilfe von RNA-Molekülen gezielt in biologische Prozesse eingreifen zu können. Und dies bedeutet theoretisch auch, in Krankheitsprozesse eingreifen zu können.

Viele Erkrankungen sind nämlich die Folge der Expression unerwünschter Gene, dies ist bei Virusinfektionen zum Beispiel der Fall. Oder die Erkrankung entsteht in Folge mutierter und überexprimierter Gene, wie zum Beispiel bei vielen Krebserkrankungen. Gelingt es nun, diese Gene auszuschalten, könnte dies zur Heilung führen. So können z. B. durch den Einsatz der sog. RNA-Interferenz solche Ziel-Gene ausgeschaltet werden, bevor die entsprechenden schädlichen Proteine produziert werden.

Die Entwicklung von Therapeutika auf der Basis von RNA scheint also ein ausgesprochen erfolgsversprechender Weg der Zukunft zu sein.

Forschung der Zukunft

Und wie könnte die Spitzenmedizin in 10 Jahren, also im Jahr 2021, auf Basis der Erkenntnisse der modernen Biotechnologie aussehen? Dieser Frage ging Tom Lillie, MD, PhD, International Therapeutic Area Head for Oncology, Amgen UK, nach.
"Der Zeitgeist des 21. Jahrhunderts kann mit zwei Worten zusammengefasst werden: personalisierte Medizin. Diese zwei Worte umfassen all unsere Wünsche und Hoffnungen an und in die moderne Spitzenmedizin: verbesserte Medikamentensicherheit, effektivere Wirkung der Medikamente, Reduktion der Dosis, Einsatz von Biomarkern und neue diagnostische Verfahren - um nur einige Punkte zu nennen", so Tom Lillie.

Er betonte vor allem die Bedeutung und Wichtigkeit von Biomarkern. Mit ihrer Hilfe könnte - vereinfacht gesagt - herausgefunden werden, welche Medikamente beim jeweiligen Patienten am effektivsten wirken. Denn haben zwei Menschen (die gleiche Form von) Darmkrebs, unterscheiden sich ihre Tumorzellen dennoch voneinander. Es gibt streng genommen also keine 'optimale' Therapie, die für alle Patienten gleich gut wirkt. Die Bedeutung der Biomarker ist heute schon z. B. bei metastasierendem Darmkrebs eindrucksvoll belegt. Sogenannte EGFR-hemmende Antikörper verhindern die Weiterleitung der EGFR-Signale an den Zellkern und unterbinden somit die Signalkaskade, die sonst zu einem Weiterwachsen und Streuen (Metastasenbildung) des Tumors führen würde.

"In Anbetracht der Bedeutung, die Biomarker in der modernen Spitzenmedizin spielen und spielen werden, haben wir ein ambitioniertes Biomarker-Identifizierungsprogramm gestartet, das bei allen von uns durchgeführten Studien zur Anwendung kommt."
Am Ende der Veranstaltung dankte Dr. Wolfgang Töglhofer, Medical Director Amgen Austria, der hochkarätigen ReferentInnen- und JournalistInnenrunde und kündigte an, die Veranstaltungsreihe Amgen.Press.Academy. auch in Zukunft fortzuführen. "Denn wir wollen durch den Austausch zwischen Medien und Wissenschaft den aktuellen Stand der Forschung einem möglichst großen Personenkreis zugänglich zu machen."

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