Düsseldorf Nobelpreisträger: So wirken Medikamente
Düsseldorf · Rezeptoren zur Aktivierung der G-Proteine haben eine besondere Bedeutung im Körper. Sie reagieren beispielsweise auf Stress-Situationen und versetzen Zellen sofort in einen Alarmzustand. Sehr viele Medikamente nutzen diesen Mechanismus, den Robert Lefkowitz und Brian Kobilka aufgeklärt haben. Dafür erhalten sie den Chemie-Nobelpreis.
Brian Kobilka haben die Erlebnisse auf der Intensivstation eines Krankenhauses geprägt. Die Gabe von Adrenalin, gespritzt in die Blutbahn der Patienten, konnte binnen Minuten über Leben und Tod entscheiden. Der Körper reagiert sehr schnell und intensiv auf diesen Botenstoff. Jeder kennt das Gefühl, wenn Adrenalin ausgeschüttet wird und das Stresshormon nicht nur das Herz auf Touren bringt.
Die zentralen Fragen für Brian Kobilka, den jungen Arzt an der Duke University in Durham: Warum reagiert der Körper so intensiv? Wie kommt die Information aus der Blutbahn in das Innere der Zelle, damit diese reagieren kann? In den Antworten könnte der Schlüssel liegen, die Wirkung von Medikamenten zu verbessern oder gar neue zu finden.
Robert Lefkowitz war auf den stillen, introvierten Brian Kobilka aufmerksam geworden und holte ihn nach Durham. Er ist der ideale Partner für den jungen Arzt – nicht nur weil er gleichzeitig Chemiker und Mediziner ist. Lefkowitz hatte zudem einen kleinen Teil der Fragen bereits in 1970er Jahren beantwortet. Damals markierte er Hormone, die Signalstoffe für die Kommunikation zwischen Gehirn und Zelle, radioaktiv und verfolgte, an welcher Stelle sie auf der Zelloberfläche andocken.
Das Ergebnis: Es gibt bestimmte Regionen auf der Oberfläche, die als Rezeptor fungieren – und es sind häufig die gleichen, obwohl die Hormone, deren Information sie auslesen sehr unterschiedlich sind.
Heute weiß man, dass etwa die Hälfte aller bekannten Medikamente die mit sogenannten G-Proteinen gekoppelten Rezeptoren als Übergabeort für ihre Information verwenden. Blutdrucksenkende Mittel wie Beta-Blocker, Allergiehemmer wie Anti-Histaminika und einige Psychopharmaka nutzen diesen Weg. Doch sie fanden Verwendung in den Kliniken, ohne dass die genaue Wirkungsweise bekannt war (übrigens kein ungewöhnlicher Vorgang).
Die Aufklärung zog sich über Jahrzehnte: Die US-Forscher Alfred G. Gilman und Martin Rodbell erhielten 1994 den Nobelpreis, weil sie das G-Protein als die Substanz identifizierten, die die Maschinerie anwirft, damit die Information der Botenstoffe in der Zelle umgesetzt wird. Dennoch blieb eine Frage ungelöst: Auf welchem Wege durchdringt die Information des Botenstoffs die Zellwand? Wie erreicht sie aus der Blutbahn das G-Protein im Inneren der Zelle?
Brian Kobilkas Stärke ist die außergewöhnliche Hartnäckigkeit, mit der er über Jahrzehnte diese Frage zu seinem Lebensinhalt erklärte. Denn die Antwort entwickelte er langsam, in kleinen Stücken aus der Sammlung von verschiedenen Messmethoden. Ende der 1970er Jahre fand er mit einer Gen-Analyse der Zelloberfläche den Ort der Signalübertragung. "Das war die Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen", lobte gestern das Nobelpreis-Komitee den 57-Jährigen. Die Stecknadel: sieben spiralförmig aufgerollte Proteine (Helices), gefunden in einem großen Universum von strukturellen Besonderheiten in der Zelloberfläche.
Es dauerte 20 weitere Jahre bis Kobilka den letzten Stein der Indizienkette heben konnte. Es gelang ihm, den Moment der Signalübertragung quasi einzufrieren und mittels einer Röntgenstrukturanalyse sichtbar zu machen. Erst 2011 wurden diese Ergebnisse veröffentlicht, die das mehr als 50 Jahre alte Rätsel lösten. Sie haben eine wahre Flut neuer Forschung ausgelöst: Medikamente können besser wirken, wenn bekannt ist, wie die Zelle darauf anspricht.
