Translationale Forschung

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Wissen wandern lassen

Ein Zentrum an der Schnittstelle von Wissenschaft und Medizin: Fast buchstäblich schauen die Mitarbeiter des TRC von ihren Labors in die Patientenbetten des Internistischen Zentrums. Dort sollen die Erkenntnisse ankommen, die im TRC gewonnen werden.

Er hätte sich nicht vorstellen können, dass die Zusammenarbeit in dem neuen Forschungszentrum an der Schwabach innerhalb nicht einmal eines Jahres so fruchtbar werden würde. Prof. Dr. Dr. Michael Stürzl, Sprecher des Translational Research Centers der Medizinischen Fakultät der FAU Erlangen-Nürnberg und des Universitätsklinikums Erlangen, sieht die Idee des TRC mit Leben erfüllt: "Das Gebäude bündelt Know-how und fördert die Kooperation unterschiedlicher Fachrichtungen. Gut ausgestattete Labors gibt es auch andernorts. Was das TRC aber auszeichnet, ist seine Nähe zum Uni-Klinikum. Das erlaubt die Partizipation klinisch arbeitender Kollegen – nur so erreichen wir einen Nutzen für die Patienten", sagt der Grundlagenforscher.

Das translationale Dreieck

Im Mai 2014 war das vom Staatlichen Bauamt Erlangen-Nürnberg geplante und errichtete Translational Research Center bezugsfertig und wurde im Oktober im Beisein des Bayerischen Staatsministers für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst, Ludwig Spaenle, des Bayerischen Staatsministers des Innern, Joachim Herrmann, und des Parlamentarischen Staatssekretärs bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Stefan Müller, feierlich eröffnet. Unter dem Dach des 24,8 Millionen Euro teuren Gebäudes forschen seitdem Wissenschaftler der Medizinischen Kliniken 1, 2, 4 und 5, der Nephropathologischen Abteilung, der Nuklearmedizinischen Klinik, der Haut- und der Chirurgischen Klinik des Uni-Klinikums Erlangen. Zwischen deren acht Labors haben die Architekten acht kleinere Module eingebaut, die projektbezogen an Nachwuchswissenschaftler vergeben werden. Insgesamt ergibt das eine Laborfläche von 1.804 Quadratmetern. Im TRC betreiben alle Disziplinen gemeinsam translationale Forschung: ein Ansatz, der Grundlagen-, klinische und bevölkerungsbezogene Forschung integriert. Diese Bereiche bilden die Eckpunkte eines Dreiecks, die jeweils von bestimmten Professionen "besetzt" sind: Während Grundlagenforscher Zellversuche und Genanalysen durchführen, widmen sich forschende Ärzte mit direktem Patientenkontakt der Übertragung der Ergebnisse in die Klinik. Am dritten Eckpunkt untersuchen Bioinformatiker und Statistiker schließlich die Bedeutung der Forschungsergebnisse für die Gesamtbevölkerung. Zwischen allen drei Gruppen – entlang der Schenkel des gedachten Dreiecks – gibt es Interaktionen. "Translationale Forschung hat immer die Absicht, Forschungsergebnisse in die Anwendung am Menschen zu 'übersetzen', und das langfristige Ziel, die Volksgesundheit zu verbessern", erklärt Prof. Stürzl.

Bewegt man sich im Lichthof oder in den verglasten Treppenhäusern des TRC, begegnet man ganz selbstverständlich den Mitarbeitern des Zentrums. Wer einen Kaffee möchte, muss in die kleine Küche oder die hauseigene Cafeteria im Erdgeschoss – auf den oberen Etagen gibt es weder Kaffeemaschinen noch Getränkeautomaten. Das bringt Menschen aus gegenwärtig über zehn Nationen zusammen: Deutsche, Amerikaner, Franzosen, Griechen, Inder, Italiener und andere. Über 100 Wissenschaftler haben ihre Arbeitsplätze im TRC, dessen dritten Buchstaben Michael Stürzl auch gern als Initiale von Come together versteht. Vom Mikroskop bis zur Gelelektrophorese-Apparatur teilen sich die Forscher viele Geräte in Multi-User-Bereichen – weil das Geld spart und die Kommunikation anregt. Auch Besuchern und Patienten steht das Gebäude zwischen Ulmenweg und Schwabachanlage offen, Laborräume ausgenommen.

Chirurgen und Kardiologen lernen voneinander

Das Beispiel von Prof. Stürzls Arbeitsgruppe verdeutlicht die vielfältigen Interaktionen im TRC. Sie ist der Chirurgie angegliedert und erforscht das kolorektale Karzinom. Darmkrebs ist international die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache. Pro Jahr sterben daran 30.000 Frauen und Männer in Deutschland, weltweit gibt es jährlich 1,4 Millionen neue Fälle. Michael Stürzls Team untersucht unter anderem die Kommunikationswege in und zwischen den Zellen. Die Wissenschaftler wollen molekulare Marker identifizieren, die Auskunft über das Ansprechen der Therapie und die Prognose bei kolorektalem Karzinom geben. "Wir haben insbesondere ein Gen identifiziert – das Guanylat-Bindungsprotein-1, kurz GBP1 –, das uns anzeigt, wann im Tumor eine bestimmte Immunantwort abläuft. Krebspatienten, die diese aufweisen, leben wesentlich länger. Wir stellen uns also die Frage, worauf die positive Wirkung dieser Immunantwort beruht und wie wir diese auslösen können", erklärt Prof. Stürzl. Auch die sogenannten Stromazellen, die sich im Tumor befinden, jedoch nicht zu den Tumorzellen gehören, stehen im Fokus der 19-köpfigen Arbeitsgruppe. "Unter Federführung von PD Dr. Elisabeth Naschberger isolieren wir die Stromazellen und befragen sie wie Spione zu den funktionellen Prozessen im Tumor. Die Stromazellen haben ein Gedächtnis. Sie merken sich, ob sie aus einem Tumor-Mikromilieu mit positiver oder nachteiliger Immunantwort stammen. Entsprechend unterschiedliche Genexpressionsmuster weisen sie auf."

Aber welchen Nutzen haben die entdeckten Gene am Ende für Darmkrebspatienten? Beantworten soll das eine der größten klinischen Studien zum kolorektalen Karzinom weltweit: die von der Chirurgie des Uni-Klinikums Erlangen in Kooperation mit Klinika in Frankfurt, Köln und Ansbach durchgeführte Polyprobe-Studie mit 650 rekrutierten Patienten. Vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Siemens AG wurde die in den vergangenen fünf Jahren durchgeführte Studie mit nahezu 2 Millionen Euro gefördert. Vor Ort sind das Institut für Medizininformatik, Biometrie und Epidemiologie der FAU, das Pathologische Institut und das Klinische Krebsregister der Chirurgie des Uni-Klinikums Erlangen eingebunden.

Doch Forschung wäre nicht translational, wenn die Erkenntnisse zu einem Krankheitsbild in einer einzigen Disziplin verharren würden. Translation heißt, Wissen wandern zu lassen und die gefundenen Mechanismen auch an anderen Erkrankungen zu überprüfen. So wirkt sich das oben erwähnte GBP1-Gen zwar beim kolorektalen Karzinom positiv aus, für Patienten mit Herzinfarkt oder chronischen Wunden hingegen sind seine Effekte nachteilig. Bei den etwa 30 Prozent der Darmkrebspatienten, in deren Tumoren GBP1 existiert, wird das Blutgefäßwachstum, also die Angiogenese, im Karzinom gehemmt. Die erfreuliche Folge: Die Nährstoffversorgung des Tumors wird mangels neuer Blutgefäße behindert und die Überlebensrate der Betroffenen steigt deutlich an. Nicht heilende Wunden oder Herzinfarkte andererseits bedürfen zu ihrer Heilung neuer Blutgefäßstrukturen, eine Hemmung durch GBP1 ist hier ungünstig. Die Forscher der Chirurgischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. Werner Hohenberger) und der Medizinischen Klinik 2 – Kardiologie und Angiologie (Direktor: Prof. Dr. Stephan Achenbach) kooperieren nun in der Frage, wie ein und derselbe Hemmstoff bei Darmkrebs induziert und beim Herzinfarkt blockiert werden kann.

In einer internen Vortragsreihe stellen alle Forschungsgruppen ihre Ergebnisse im Haus vor und legen interessante Anknüpfungspunkte offen. So kooperiert Michael Stürzls Team derzeit mit vier anderen Arbeitsgruppen des TRC und widmet sich Fragen wie: Welche Verbindung gibt es zwischen dem kolorektalen Karzinom und der chronisch-entzündlichen Darmerkrankung? (mit der Medizinischen Klinik 1) Wie lassen sich Einzelzellen aus soliden Tumoren effizient isolieren? (mit der Immunmonitoring Facility) Wie lässt sich die Technik der Polyprobe- Studie in der Hautkrebsforschung einsetzen? (mit der Hautklinik) Und was kann man vom Zebrafisch über die Zellzykluskontrolle bei Tumorzellen lernen? (mit der Nephropathologie) "Im TRC bringen wir die Gehirne zusammen", sagt Michael Stürzl.

Weniger Output-Denken und mehr Qualität

Am Ende des gemeinsamen Nachdenkens steht für Prof. Stürzl immer der Patient. Forschung, die für Menschen gemacht wird, muss nach Meinung des TRC-Sprechers auf drei wichtigen Grundlagen aufbauen: "Qualität, Qualität und Qualität." Doch die Wissenschaft steht heute unter Druck: Wer Aufmerksamkeit erregen will, muss mehr publizieren – in kürzeren Abständen, Zitationsquoten in die Höhe schrauben und Drittmitteleinnahmen steigern. "An diesen Zwängen krankt heute die biomedizinische Forschung und wird dadurch in ihrer Reproduzierbarkeit eingeschränkt", bedauert Michael Stürzl. Denn: Mitunter arbeiten Wissenschaftler irrtümlicherweise mit falschen Zelllinien, weil sie die Qualität des Materials vorab nicht überprüfen. Das Resultat: oft jahrelange, kostspielige Experimente, deren Ergebnisse nicht verlässlich sind – weil die untersuchten Brustkrebs- in Wahrheit Melanomzellen waren. Dabei sind Zellauthentifizierungen nicht teuer. Michael Stürzl lehnt das herrschende Output-Denken ab und wünscht sich, dass sich im TRC eine nachhaltige, planbare Forschung entwickelt, "die man nicht aufnimmt, weil sie gerade 'fancy' ist, sondern weil sie wirklich bis zum Patienten hin verfolgt werden kann."

Forschung wird nicht nur für, sondern auch von Menschen gemacht. Deshalb fördert das Erlanger Zentrum das Verständnis der Fachrichtungen füreinander. Demgemäß absolvieren beispielsweise die Biologen aus Prof. Stürzls Arbeitsgruppe einwöchige Praktika bei den Chirurgen im OP. Die Ärzte lernen im Gegenzug die Laborarbeit kennen. Dass das alles in Erlangen geschieht, eingebettet ins Medical Valley, in der Nachbarschaft starker Industriepartner und bald zweier Max-Planck-Einrichtungen, ist für Michael Stürzl ein einzigartiger Glücksfall: "Ich erachte es als wesentlichen Standortvorteil, dass sich hier eine Vielzahl extrem guter, innovativer Institutionen nahe beieinander befinden, die fast ausnahmslos einen unprätentiösen, offenen und kooperativen Umgang pflegen." – Räumliche und intellektuelle Nähe, die am Ende eine große Nähe zum Patienten schafft.

Quelle: Jahresbericht 2014 des Uni-Klinikums Erlangen