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Mit Alpakas gegen Krebs

veröffentlicht von Karen Esser
Dr. Oren Moscovitz | Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung © Dr. Oren Moscovitz

Am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung im Potsdam Science Park erforscht Dr. Oren Moscovitz (Gruppenleiter/-in Biomolekulare Systeme) neuartige Antikörper, die die Glykan-Struktur unser Zellmembranen ansprechen und bei der Krebsbekämpfung helfen. Dabei helfen ihm ausgerechnet – Alpakas.

Dr. Oren Moscovitz ist wohl der einzige Wissenschaftler im Potsdam Science Park, der einen, dürfte man ihn einen Tag lang bei seiner Arbeit begleiten, nicht zuerst in sein Büro oder ein Labor führen würde, sondern auf eine brandenburgische Koppel. Auf dieser Koppel träfe man: Eine überschaubare, aber äußert agile Herde neugieriger Alpakas. Dabei hat seine Arbeit mit Tieren im Grunde wenig zu tun. Moscovitz ist kein Zoologe. Er arbeitet als Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) – als Glykobiologe.

Der „Zuckercode“ auf unseren Zellen

Glykobiologie beschäftigt sich im weitesten Sinne mit der Struktur, Biosynthese und Funktion von langkettigen und komplexen Zucker-Strukturen, sogenannten „Glykanen“. Glykane beeinflussen ein breites Spektrum biologischer Prozesse, darum sind sie aus medizinischer Sicht interessant. Moscovitz versteht die Glykobiologie als klassisches Querschnitts-Feld: „Hier begegnen sich Biologen, Chemiker und Mediziner.“

In seiner Arbeit beschäftigt er sich mit sogenannten gezielten Glykan-Therapeutika. Das sind Behandlungsmethoden, die auf den „Zuckermantel“ von beispielsweise Krebszellen einwirken sollen. Jede Zelle unseres Körpers ist von einem dichten und komplexen Zuckerpelz, der „Glykokalyx“ umgeben. Die Zuckermoleküle der Glykokalix ragen wie kleine Antennen aus der Zelloberfläche heraus. Ihre Funktion ist es, Informationen zwischen der Zelle und ihrer Umgebung weiterzuleiten. Gleichzeitig sind sie aber auch eine Andockstelle für unliebsame Besucher wie Parasiten, Bakterien und Viren. Doch auch Krebszellen nutzen ihren Zuckermantel, um sich zu vermehren, unser Immunsystem zu unterlaufen und uns so zu schaden. Für Glykobiologen gehört der „Glykan-Code“, also der Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion spezifischer Zucker-Formationen auf der Zelloberfläche deshalb zu den kompliziertesten Sprachen, die auf unserer Zellmembran kodiert ist. „Viele der in diesen Glykan-Strukturen versteckten Informationen haben wir noch nicht ganz verstanden.“, erklärt Moscovitz: „Ein Großteil muss noch entschlüsselt werden.“

Neue Instrumente im Kampf gegen den Krebs

Anfänglich ging es bei Moscovitz‘ Forschung vor allem um die Entwicklung neuer Therapien gegen Parasiten. Inzwischen konzentriert er sich weitgehend auf die Krebsforschung. Der „Zuckerpelz“ von Krebszellen unterscheidet sich an wesentlichen Stellen von den gesunden Zellen. Diese abweichende Struktur sei für die Krebsdiagnostik- und -therapie sehr wichtig, sagt er: „Sie hilft uns, gesunde von bösartigen Zellen zu unterscheiden.“

Die Entwicklung von speziell auf diese Zuckerstrukturen ausgerichteten Therapien war lange Zeit sehr komplex und nahezu nicht umsetzbar, da homogene Glykane sich aus natürlichen Quellen nur mit enormem Aufwand in ausreichender Menge isolieren ließen. Die Produktion synthetischer Glykane hat das Feld aber nachhaltig verändert, da sie den Zugang zu diesen den nötigen Mengen von Glykanen erst ermögliche. „Damit stehen uns Möglichkeiten offen, die wir vorher nicht hatten, besonders für die Entwicklung monoklonaler Antikörper“, so Moscovitz. Trotz des dringenden Bedarfs an auf die Zuckerschicht von Krebszellen ausgerichteten Antikörpern befänden sich bislang aber weiterhin nur wenige von ihnen in der klinischen Erprobung. Diesen Zustand wolle er ändern. Gemeinsam mit seinem Team arbeitet Moscovitz deshalb daran, bessere Antikörper herzustellen und so unserem „nur spärlich bestückten Werkzeugkasten gegen den Krebs“, wie er es nennt, wertvolle neue Instrumente hinzuzufügen.

Zwei Alpakas © Dr. Oren Moscovitz

Das Geheimnis der Alpakas

Und genau hier schlägt er den Bogen zu „seinen“ Alpakas: „In den späten 80er-Jahren hat man entdeckt, dass Mitglieder der Familie Camelidae, also Kamele, Lamas, Alpakas und so weiter, eine besondere Art von Antikörpern produzieren.“ Im Vergleich zu „gewöhnlichen“ menschlichen Antikörpern seien diese stabiler, löslicher und deutlich kleiner, weshalb sie auch als ‚Nanobodies‘ bezeichnet werden. Ihre einzigartige Größe erlaubt es ihnen, an Orte einer Zellmembran vorzudringen, die sonst unzugänglich wären.

Um seine Alpaka-Nanobodies zu gewinnen, besuchen Moscovitz und sein Team deshalb regelmäßig eine Alpaka-Farm in Brandenburg. Dort verabreichen sie den Tieren in geringen Mengen ungefährliche, synthetische Glykane, um die Bildung der Antikörper anzuregen. Nach einer gewissen Zeit kehren die Wissenschaftler zurück und nehmen ihnen Blut ab, aus dem sie die Antikörper isolieren. Dafür reiche schon eine relativ kleine Blutprobe, so Moscovitz: „Wir entnehmen nie mehr als 200 bis 300 Milliliter. Das ist etwa die Hälfte dessen, was Sie als menschlicher Blutspender der Medizin zur Verfügung stellen.“ Wenn er davon erzählt, kommt er ins Scherzen: „Für die Tiere sind wir bloß ein paar kuriose Gäste. Im Grunde bemerken sie unsere Anwesenheit kaum. Kurz nach der Blutabnahme tänzeln sie wieder über die Weide und lassen uns links liegen.“

Aus der Forschung in die Praxis

Wegen ihrer Bedeutung für seine Arbeit sind die Alpakas so etwas wie die inoffiziellen Maskottchen von Moscovitz und seinem Team geworden. Auf ihrer Website des Potsdamer Max-Planck-Instituts finden sich deshalb viele Fotos, die die Wissenschaftler zusammen mit den Tieren auf ihrer Weide zeigen, oder beim Essen von Kuchen in Alpakaform. Hinter diesem Humor versteckt sich aber auch eine große Portion echter Dankbarkeit. Für Moscovitz hat das „Geschenk“ der Alpakas auch einen persönlichen Wert: „Vor etwa drei Jahren gab es auch in meiner Familie einen Krebsfall“, sagt er. Erst diese persönliche Erfahrung habe ihm wirklich vor Augen geführt, wie limitiert unsere Möglichkeiten in der Krebstherapie weiterhin seien: „Selbst heute, in 2021.“

Deshalb arbeitet er auch daran, seine Forschungsergebnisse in die Praxis zu tragen. Gemeinsam mit der Tacalyx GmbH, einer Ausgründung des MPIKG, stellt Moscovitz sicher, dass Antikörper, die sich als besonders vielversprechend herausstellen, es möglichst schnell in klinische Studien schaffen, um mit ihrer Hilfe neue Therapiemöglichkeiten zu entwickeln. Für seine Motivation findet er markige Worte: „In der Wissenschaft rufen Studien alle zwei Wochen aufs Neue aus, den Krebs besiegt zu haben. Die Realität sieht aber, leider, anders aus.“ Für seine eigene Forschung möchte er das so nicht hinnehmen: „Ich will, dass meine Erkenntnisse auch bei den Ärzt:innen ankommen, die mit ihnen arbeiten sollen, und natürlich bei den Patient:innen, die auf sie angewiesen sind.“

Alpaka © Dr. Oren Moscovitz

Ein Ort für Ideen

Das Ökosystem Potsdam Science Park spielt für den Erfolg seiner Arbeit eine große Rolle, da ist sich Moscovitz sicher. „Nicht nur, weil es hier in der Gegend so viele Alpaka-Farmen gibt.“, scherzt er. Natürlich sei die Infrastruktur am Standort ein wichtiges Kriterium. Mindestens genauso entscheidend sei aber die besondere Atmosphäre im Park, die vom persönlichen und fachlichen Austausch unter den Wissenschaftlern und Unternehmen geprägt sei. „In Vorträgen lernt man etwas über die Arbeit der Anderen, später kommt man vielleicht mit ihnen ins Gespräch, und plötzlich stehen ganz neue und faszinierende Ideen im Raum.“

Auch er selbst habe davon schon profitiert, sagt er und erzählt eine Anekdote: Einmal habe er das Glück gehabt, den Vortrag einer Bioinformatikerin hören zu dürfen, einem Feld, das ihm sonst eher fremd sei, wie er zugibt. Später habe er die Kollegin auf einen Kaffee getroffen. Erst hätten sie nur gefachsimpelt, schon nach kurzer Zeit aber sehr konkret über bioinformatische Lösungen zu einigen Herausforderungen bei Moscovitz‘ Arbeit gesprochen – und diese bald darauf auch gemeinsam umgesetzt. „Die besten Ideen“, weiß Moscovitz seitdem „entstehen in der Mensa, über einer Tasse Kaffee.“ Vielleicht aber auch auf einer Koppel in Brandenburg.

Dieser Blog und die Projekte der Standortmanagement Golm GmbH im Potsdam Science Park werden aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Brandenburg finanziert.

Bildnachweise:
Portrait Dr. Oren Moscovitz, Quelle: Dr. Oren Moscovitz
2 Alpakas © Dr. Oren Moscovitz
Alpaka © Dr. Oren Moscovitz