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Auf dem Weg zur schmutzigen Impfung

Forschung Marburg Auf dem Weg zur schmutzigen Impfung

Der menschliche Körper beherbergt Millionen Keime. Durch zunehmende Hygiene fehlen Menschen in Industrienationen einige dieser wichtigen Mitbewohner. Die Folge: Asthma, Allergien und chronische Erkrankungen nehmen zu.

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Epec-Bakterien führen bei Neugeborenen zu Darminfektionen, die Durchfall und Bauchschmerzen machen. Doch schützen uns die unbeliebten Keime vielleicht vor anderen Krankheiten, wie Asthma, Multiple Sclerose oder Allergien?

Quelle: Helmholtz-HZI / Manfred Rohde

Marburg. Das ist vereinfacht aufgeschrieben die „Hygiene-Hypothese“, die vor allem unter US-Forschern viele Anhänger hat und stark beforscht wird.
Auch der Marburger Professor Harald Renz ist gemäß dieser Hypothese überzeugt davon, dass zunehmende Sauberkeit einen negativen Einfluss auf die Entwicklung eines ausgewogenen Immunsystems hat. „Anstatt Bakterien, Parasiten und Viren zu bekämpfen, richtet sich das Immunsystem gegen unser eigenes Gewebe oder erkennt in anderen, eigentlich harmlosen Stoffen, wie Pollen und Nahrungsmittel plötzlich Feinde“, sagt Renz, der am Uniklinikum Gießen-Marburg das Institut für Laboratoriumsmedizin leitet.  

Mehr Keime, weniger Asthma?

Ein Indiz für die Hypothese ist der Anstieg von Krankheiten wie Heuschnupfen, Asthma, Nesselfieber, Morbus Crohn, Multiple Sklerose und Neurodermitis in Industrienationen. Epidemiologische Studien stützen die „Hygiene-Hypothese“. So konnte gezeigt werden, dass Kinder die in einer „dreckigen“ und keimreichen Umgebung aufwachsen,  signifikant seltener unter Allergien leiden. „Sogar psychische Leiden wie Depressionen könnten ihren Ursprung im Fehlen einiger wichtiger Keime haben, die das Immunsystem trainieren“, so Renz. Diese Sparringspartner für das Immunsystem werden unter Forschern auch liebevoll „old friends“ genannt. Auf der Suche nach einigen „new friends“ unter amerikanischen Forschern machte sich Harald Renz im Wintersemester 2012/2013 zur renommierten Harvard-University nach Boston auf. Mit Unterstützung des UKGM traf er dort die führenden Vertretern seines Fachs.
Eine internationaler Austausch, der beiden Seiten Vorteile bringt: „Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms war schon sehr komplex, aber die  Kartierung des menschlichen Mikrobioms ist noch um einiges vertrackter“, sagt Renz.
Unter Mikrobiom verstehen Mediziner die Gesamtheit aller Mikroorganismen, im menschlichen Körper. „Im Darm sind etwa 200 bis 400 Keime angesiedelt, die alle ihr eigenes Genom besitzen, so dass man mit einer ungeheuren Datenmenge jonglieren muss, wenn man alle isolieren und analysieren will“.
Will man die Hygiene-Hypothese konkret beweisen und den fehlenden „old friends“ auf die Schliche kommen, muss man die Auswirkungen einzelner Keime und ihrer Veränderungen auf den Körper untersuchen. Hier profitieren jetzt die Amerikaner und Deutschen gegenseitig voneinander. Renz hat eine Kooperation mit den Forschern in Boston vereinbart. So trudeln jetzt in Harvard regelmäßig Proben aus Marburg ein. Die Amerikaner haben in großem Maß professionelles Equipment, um die Gene der zugesandten Mikroben zu analysieren und die ausgewerteten Datenmengen  zu händeln.

„Win-win“-Situation

Außerdem gibt es in Übersee geschulte Experten die Keime gezielt genetisch verändern können. In der Realität verändern sich die Keime durch Veränderungen in ihrer Umwelt, zum Beispiel durch mehr Hygiene. Das dauert allerdings Jahre. Im US-Labor kann man diesen Prozess künstlich und kurzfristig nachahmen. Die Tiermodelle an denen dann untersucht wird, wie sich das Fehlen oder die Veränderung von Keimen auf mögliche Erkrankungen auswirkt, stehen dann wiederum im heimischen Landkreis. „Wir können hier an krankheitsrelevanten Tiermodelle Versuche durchführen, wie sich das Fehlen oder die Veränderung von Mikroorganismen auf  das Auftreten von Adipositas, Allergien oder Asthma auswirkt. Diese Erkenntnisse eröffnen möglicherweise eine neue medikamentöse Vorbeugung gegen Erkrankungen. Zum Beispiel könnten Kinder Bakterienextrakten oder Parasiten ausgesetzt werden, um so das Risiko für die Entstehung von Immunreaktionen zu reduzieren.

Goldgräber-Stimmungin Boston

Von einem „Mega-Intellektuellen Umfeld“ spricht der Marburger Molekulardiagnostiker Harald Renz, wenn er über sein Semester in Harvard erzählt. Boston sei so etwas wie das „Gehirn der USA“.

Die wissenschaftliche Goldgräber-Stimmung in der Ostküsten-Stadt lässt sich auch in Zahlen belegen. Von rund 625 000 Einwohnern sind etwa ein Drittel junge Leute: Studenten, Wissenschaftler und Ärzte an den diversen renommierten Universitäten der Stadt. „Harvard-University“, „Boston College“ und „Boston University“ – nur drei Namen der über die Stadtgrenzen hinaus bekannter Universitäten. Die Dichte an Forschern führt zu einem regen Austausch zwischen ihnen. „Ganz anders als hier, haben die meisten Wissenschaftler einen aussagekräftigen Internetauftritt und es gibt Seminarreihen von und für Forscher, in der man die Personen und Themen kennen lernen kann“.

So würde man öfter mit Kollegen in Kontakt kommen und Sondierungsgespräche vereinbaren. Die Schwierigkeit sei dann nur eine Kooperation zu vereinbaren, die thematisch, zeitlich und finanziell für beide Seiten passt. Geld für die Forschung ist in den USA ein großes Thema. Anders als in Deutschland müssen Forscher die volle Finanzierung ihres Forschungsprojektes vorab auf den Tisch legen, inklusive Laborausstattung, Strom und Wasser. Sonst darf ein Projekt nicht gestartet werden.

„Die Amerikaner haben große Augen gemacht, als sie von der Ausstattung gehört haben, die unsere Universität projektunbezogen für ihre Wissenschaftler vorhält“, so Renz, „wir sind uns unserer hiesigen guten Rahmenbedingungen oft gar nicht bewusst.“ So sei der Druck auf die Mitarbeiter was die Einwerbung von Mitteln und die Stellensituation angeht, teilweise sehr hoch. Selbst Chefärzte hätten einen befristeten Forschungsvertrag, der nur so lange halte, wie das momentane Projekt andauere. „Dafür gibt es in den USA ein viel effizienteres Anreizsystem, dass in Deutschland fehlt“.

Forscher in den USA machen sich mehr Gedanken über die praktische Anwendung ihrer Erkenntnisse und es sei selbstverständlich dass sie Unternehmen aus ihren Forschungsprojekten ausgründen, um mit ihren Ideen und Entdeckungen selber Geld zu verdienen, dass wieder in neue Forschungsprojekte investiert wird. Darauf sind die Universitäten voll eingestellt und verdienen sehr gut mit. Dies zieht dann die Pharma- und Diagnostikindustrie nach. Eigentlich ist auch  Marburg ein idealer Standort für ein solches System, aber noch viel zuwenig ausgebaut. Wir bleiben weit hinter unseren Möglichkeiten zurück.

Außerdem sei die Aufgabenverteilung klar und zugunsten der Konzentration auf eine Tätigkeit geregelt. „Ich bin seit zwei Wochen in Deutschland und fühle mich schon wieder wie im Hamsterrad“, sagt der Direktor des Instituts für Laboratoriumsmedizin am UKGM. In den USA gibt es neben dem Klinischen Leiter einen Verwaltungsexperten. Außerdem gäbe es einen Klinischen Professor, der ein routinierter Praktiker ist und der wissenschaftliche Betrieb würde von einem Forschungsprofessor geleitet.
Zudem würde die Laborarbeit in gleicher Größenordnung, in Boston von dem vierfachen Personal geschultert, das zudem noch besser bezahlt sei. Gebäude würden nur so aus dem Boden sprießen, denn wenn Forschungsdirektoren zusätzlichen Gebäude-Bedarf anmelden würden, dann würde die Verwaltung dem zustimmen, „Bürokratie ist drüben ein Fremdwort“, so Renz.

Das würde dazu führen, dass man als Forscher nur mit extrem motivierten Personal zusammen arbeiten würde. „Alle wollen dort drüben den großen Schatz heben. So sei der Anspruch an die Forschungserkenntnisse aber auch nicht vergleichbar mit dem Deutscher Wissenschaftler. „In Boston werden die großen Schätze gefunden: Google, Facebook oder das menschliche Genom“. Deutschland hätte aber die einmalige Chance dickere Bretter in Nischen und Detailfragen zu besetzen. „Wir werden durchaus wahrgenommen, wir gelten als klein, aber fein“, findet Renz am Ende doch noch versöhnliche Töne.

Hintergrund:

Professor Harald Renz ist Direktor des Instituts für Laboratoriumsmedizin, Pathobiochemie und Molekulare Diagnostik der Philipps-Universität Marburg (seit 1999); seit Oktober 2010 auch für den Standort Gießen. Sein Staatsexamen Humanmedizin hat er schon 1986 gemacht; Nach seinem Studium hat er sich den Fachrichtungen Immunologie, Laboratoriumsmedizin, Kinderheilkunde und Allergologie gewidmet. Von 1993 bis 1999 war er Oberarzt am Institut für Laboratoriumsmedizin und Pathobiochemie an der Charité in Berlin. Seit 1995 ist er habilitierter Laboratoriumsmediziner und Immunologe. Er war von 2003 bis 2009 Direktor des Biomedizinischen Forschungszentrums in Marburg. Während seines Forschungssemesters in Harvard hat er über sein Leben in Boston in Kooperation mit der OP gebloggt.

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