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Forschung statt Ruhestand: Wie ein Wurmprojekt zwei Forscher zurück ins Labor holte

News   •   Jun 13, 2017 08:28 CEST

Die Wissenschaftler Howard Morton und Tom Von Geldern im Gespräch über Forschungsansätze zur Behandlung der Flussblindheit

Wenn Wissenschaftler aus ihrem Ruhestand ins Labor zurückkehren, liegt eine Frage sehr nahe: Gibt es überhaupt ein Leben nach der Forschung, wenn man sich mit jeder Faser der Heilung von Erkrankungen verschrieben hat?

Eine E-Mail genügte

Howard Morton ist ein wahrer Handwerker: er baut gern Stege, Häuser oder – Moleküle.

Als der kanadische Chemiker und langjährige Mitarbeiter bei Abbott/AbbVie sich 2012 in seinen verdienten Ruhestand zurückzog, ging er davon aus, dass er sich ab jetzt nur noch dem Bau von Stegen und Häusern widmen würde. Er begann, die Fensterrahmen zu streichen, die während seiner Zeit als aktiver Wissenschaftler vergeblich auf Farbe gewartet hatten, engagierte sich bei der Hilfsorganisation „Habitat for Humanity“ und statt auf einen Bildschirm, schaute er nun lieber durch ein Teleskop in die Sterne.

Und dann erhielt Howard eine E‑Mail...

Sie kam von einem Kollegen aus seiner früheren Abteilung und war eher kryptisch: „Mir bietet sich hier eine einmalige Chance im Bereich vernachlässigter Erkrankungen, die ich unbedingt mit dir besprechen muss!“ Howards Neugierde war geweckt und so beschloss er, seine Fensterrahmen noch einmal warten zu lassen.

Die kleine Plage

Über Fadenwürmer wusste Howard Morton im Grunde nicht viel, als er sich mit seinen Forscherkollegen Steve Wittenberger und Dale Kempf von der Initiative von AbbVie zu vernachlässigten Tropenkrankheiten in der Cafeteria seines ehemaligen Arbeitsplatzes traf.

Von seinen früheren Kollegen erfuhr er, dass diese winzigen Parasiten für eine der verheerendsten Erkrankungen in Entwicklungsländern verantwortlich sind: Onchozerkose, allgemein auch als Flussblindheit bekannt. Die Flussblindheit tritt in weiten Teilen der afrikanischen Länder südlich der Sahara und auch in Jemen und Teilen Lateinamerikas auf. Mehr als 25 Millionen Menschen sind betroffen, von denen die meisten in armen Verhältnissen leben und nur einen sehr eingeschränkten Zugang zu medizinischer Versorgung haben.

Die Flussblindheit wird von einem Fadenwurm ausgelöst, den die Kriebelmücke in den Blutkreislauf des menschlichen Wirts überträgt. Zunächst machen sich die Würmer gar nicht bemerkbar, Probleme treten erst mit der Paarungszeit auf: Die agilen Würmer produzieren täglich 700-1.500 Larven, die sich im gesamten Körper ausbreiten. Oft bilden sie im Bindegewebe unter der Haut Knäuel, die als Knötchen sichtbar werden. Außerdem verursachen die Larven aufgrund einer toxischen Reaktion des Immunsystems Hautekzeme mit starkem Juckreiz. Im Auge führen Entzündungen zu Sehstörungen und oftmals zur Erblindung.

Fadenwurm (Onchocerca volvulus) im Blutkreislauf, 3D‑Illustration (© Shutterstock)

Als Howard Morton Fotos von den Fadenwürmern sah, war er überrascht, wie harmlos sie aussahen: „Das sind wirklich winzig kleine Würmer. Und die allerkleinsten, also die Larven, sind diejenigen, die tatsächlich bis zu den Augen vordringen“, erklärt er. Die Flussblindheit fällt in die Kategorie der vernachlässigten Tropenkrankheiten (neglected tropical diseases, NTD). Diese Bezeichnung ist genau genommen nicht korrekt, denn tatsächlich werden nicht die Erkrankungen vernachlässigt, sondern die insgesamt etwa eine Milliarde betroffene Menschen.

Nachricht aus dem Netz

Bereits einige Jahre vor Howard Mortons Mittagessen genoss auch Thomas (Tom) von Geldern gerade seinen Frühruhestand. Tom hatte seine wissenschaftliche Karriere der medizinischen Chemie bei Abbott/AbbVie gewidmet, bis seine Abteilung 2006 geschlossen wurde und er sich entschied, einen neuen Lebensabschnitt zu beginnen.

Tom von Geldern widmet sich nicht nur den vernachlässigten Krankheiten, sondern auch dem Umweltschutz.

Howard Morton verbrachte seinen kurzen Ruhestand damit, einen Steg zu bauen. Jetzt baut er Moleküle.

Doch ganz egal, wie beschäftigt Tom war: Er vermisste sein Labor. „Es war eindeutig zu früh, die Wissenschaft an den Nagel zu hängen“, fasst er zusammen. „Außerdem braucht es eine Menge Zeit und Willenskraft, um auch nur annähernd kompetent in der Arzneimittelforschung zu werden. Umso mehr schmerzte es mich, das einfach so aufzugeben.“

Tom hatte sich schon immer für vernachlässigte Tropenkrankheiten interessiert. Nach ein wenig Recherche im Internet stieß er auf die Webseite der „Initiative für Medikamente gegen vernachlässigte Krankheiten“ (Drugs for Neglected Diseases Initiative, DNDi) und kam zu dem Schluss, dass er seine Fähigkeiten möglicherweise bei der gemeinnützigen, nicht gewinnorientierten Arzneimittelentwicklung einsetzen könnte. „Ich habe bis ganz nach unten zum Kontakt-Button gescrollt und eine Nachricht geschrieben, in der ich mich vorstellte und meine Zusammenarbeit anbot“, erinnert sich Tom. „Und dann habe ich auf ‚Senden‘ geklickt und die Nachricht ins Netz geschickt.“

Schon drei Tage später erhielt Tom zu seiner Überraschung eine E-Mail mit dem Betreff “Die Welt ist ein Dorf“. Es zeigte sich, dass ein früherer Kollege, Shing Chang, nun der Leiter der Forschung bei DNDi war und Toms E-Mail erhalten hatte. Chang hatte lediglich zwei Fragen: „Hast Du eine Menge Zeit und nichts gegen wenig Forschungsbudget?“

Bereits wenig später fing von Geldern an, für die DNDi zu arbeiten, eine Aufgabe, die mit den Jahren immer wichtiger in seinem Leben wurde. Und als schließlich die DNDi und AbbVie beschlossen, im Rahmen eines von der Bill & Melinda Gates Foundation gesponserten Programms zur Erforschung von Therapiemöglichkeiten für die Flussblindheit zusammenzuarbeiten, verbrachte Tom von Geldern plötzlich wieder seine Zeit in einem AbbVie-Labor - und zwar damit, eine Substanz zu entwickeln, mit der möglicherweise Fadenwürmer erfolgreich behandelt werden können.

Das Wurmprojekt

Das „Wurmprojekt“, wie von Geldern es liebevoll nennt, nahm seinen Anfang an der Liverpool School of Tropical Medicine. Die dortigen Forscher konzentrierten sich dabei auf Wolbachia, eine Bakteriengattung, die unter anderem in Fadenwürmern lebt und die Fortpflanzung ihres Wirts begünstigen kann. „Ziel der Forschung war es, diese symbiotischen Bakterien zu töten. Dann kann der Fadenwurm nicht mehr wachsen, weibliche Fadenwürmer können sich nicht mehr vermehren und erwachsene Würmer sterben schneller“, erklärt Tom. „Das hilft nicht nur dem Patienten, sondern kann auch die Übertragung der Erkrankung verhindern.“

Im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem Team der Liverpool School untersuchten Tom von Geldern und seine Kollegen damals verschiedene Antibiotika der Wirkstoffsammlung von Abbott/AbbVie darauf, ob eines von ihnen dem Profil entspricht, nach dem sie suchten. Und tatsächlich fanden sie ein Wirkstoffmolekül, allerdings mit einem Problem: Es wirkte nur gut, solange es injiziert wurde. Wurde es oral eingenommen, was als einzige Verabreichungsform für die betroffenen Regionen in Frage kommt, sah das Ganze anders aus. „Das Molekül kann nur schwer die Zellmembran passieren“, verdeutlicht Tom. „Wenn man es schluckt, geht es also nicht so einfach in den Blutkreislauf über. Die folgenden anderthalb Jahre verbrachten wir also damit herauszufinden, wie wir die Teile des Wirkstoffmoleküls verändern könnten, die unserer Ansicht nach dafür verantwortlich sind, dass es so schlecht von Gewebe und Zellen aufgenommen wird.“

Nach einigen knapp gescheiterten Ansätzen fand Tom schließlich zwei Zusammensetzungen des Moleküls, die dem gewünschten Profil zu entsprechen schienen. „Trotz eines solchen Treffers bleiben noch viele Fragen offen: Zum Beispiel muss untersucht werden, ob ein Arzneimittel sicher ist und ob genug Wirksubstanz vom Kreislauf aufgenommen wird, wenn man sie oral einnimmt. Um diese Fragen zu beantworten, braucht man Hilfe.“ Zu diesem Zweck wandte sich Tom an Forscherkollegen und externe Partner: Seit 2013 haben Forscher von AbbVie ehrenamtlich mehr als 60.000 Stunden in Projekte zur Entwicklung von Wirkstoffen und Substanzscreening sowie in Beratungsgremien investiert, damit vernachlässigte Erkrankungen nicht länger vernachlässigt bleiben.

Nachdem die ersten Experimente abgeschlossen waren, wurde klar, dass Tom tatsächlich auf eine mögliche Lösung gestoßen war. Er brauchte nun jemanden, der die Substanz in einem Maßstab vervielfältigen konnte, dass man ihrem wahren Wert als Wirkstoff auf den Grund gehen konnte.

Dieser Jemand war Howard Morton.

Zeit, in anderen Dimensionen zu denken

Wenn Howard Morton sich heute an das Treffen in der Cafeteria zurückerinnert, das ihn aus seinem Ruhestand riss, überrascht ihn seine eigene Entscheidung nicht: „Das ist doch eine großartige Gelegenheit, etwas zurückzugeben und vernachlässigte Erkrankungen und vor allem vernachlässigte Menschen ins Zentrum unseres Handelns zu stellen.“ Schon kurz nach dem entscheidenden Termin nahm sich Howard die Substanzen von Tom vor.


Howard Morton geht den Molekülen auf den Grund

Tom von Geldern in seinem bevorzugten Umfeld im Labor

„Ich habe mir die chemischen Strukturen angesehen und mich dann gefragt, wie sie sich so verändern lassen, dass wir die entsprechende Substanz im großen Maßstab produzieren können“, beschreibt er. Howard legte beim Überwinden dieser Hürden eine enorme Kreativität an den Tag. Dank seiner großen Erfahrung nahm er Graustufen wahr, wo viele Kollegen nur schwarz-weiß sahen.

„In der Arzneimittelforschung gibt es ein Ja oder ein Nein – aber auch viele Antwortmöglichkeiten dazwischen. Bei der Substanzentwicklung weiß man manchmal einfach nicht, was herauskommt, bis das Ergebnis dann vorliegt. Man muss aber davor schon Entscheidungen treffen, und da bewegen wir uns oft in einem Bereich der Unsicherheit. Als Wissenschaftler muss man damit umgehen können.“

Momentan hat die Substanz die nächste Entwicklungsstufe erreicht. Howard Morton ist sich aber durchaus bewusst, dass am Ende seiner Arbeit eine Enttäuschung warten könnte. „Man muss sich vor Augen halten, dass die meisten Substanzen gar nicht so weit kommen - genau genommen nur ein Prozent. Umso erstaunlicher ist es, wenn man sich vorstellt, dass wir den bisherigen Erfolg mit einem gemeinnützigen Projekt geschafft haben!“

Die Uhr tickt...

Tom und Howard rechnen sich die Verdienste ungern selbst an. Sie betonen, dass Hunderte von Forschern an der Entwicklung des Wirkstoffmoleküls beteiligt waren, das vielleicht eines Tages die Behandlung der Flussblindheit revolutionieren könnte. Sie bestehen außerdem darauf, dass ihre eigene Arbeit mindestens so befriedigend für sie war, wie sie entscheidend für die Entwicklung des Moleküls war.

„Wirklich toll an dieser Arbeit ist, dass die Dinge, die wir da bauen, die Lebensqualität der Menschen entscheidend verbessert. Ich kann mir nur schwer eine andere Arbeit vorstellen, die so viel Spaß macht, einen auf wissenschaftlicher Ebene so herausfordert und gleichzeitig am Ende mit einem so positiven Gefühl nach Hause gehen lässt“, erklärt Tom von Geldern. Beide sind sich aber auch darin einig, dass diese Art von Arbeit spezielle Voraussetzungen erfordert: technische Fähigkeiten, genügend Zeit, Leidenschaft und einen besonderen Weitblick, den langjährige Erfahrung mit sich bringt.

„Man muss das große Ganze sehen und die Implikationen verstehen können“, erklärt Howard Morton. „Man muss vor Augen haben, dass es nicht nur um einen selbst, den Chemiker an seinem Laborplatz geht. Kollegen müssen sich austauschen, Dinge erledigt und Brücken gebaut werden, sonst hat man keinen Erfolg. Wir arbeiten nicht in einem Vakuum. Mit der Entwicklung der Substanz entwickelt sich auch ein ganzes Team.“

Und wie stehen die Chancen für eine Rückkehr in den Ruhestand? Den hat Tom von Geldern nicht so bald geplant. „Dieses Forschungsfeld entwickelt sich täglich weiter und ich bin nicht mehr so in der Materie drin, wie ich es früher war, als ich rund um die Uhr nichts anderes gemacht habe. Mein Wissen und meine Fähigkeiten könnten also irgendwann nicht mehr gebraucht werden“, sagt er. Bis es aber soweit ist, freue ich mich, dabei zu sein und für die Gesundheit der Menschen meinen Beitrag leisten zu können.“

Auch Howard Morton ist noch nicht bereit zu gehen: Er will noch so lange im Boot bleiben, bis er weiß, ob der Wirkstoff wirklich hält, was er verspricht. „Bisher hat noch nie jemand diesen Therapieansatz bei der Flussblindheit verfolgt“, erklärt Howard. „Ich will auf jeden Fall sehen, ob er bei Patienten wirkt. Denn wenn die Antwort ‚ja‘ lautet, eröffnet sich eine vollkommen neue Welt mit realistischen Behandlungsmöglichkeiten für diese Erkrankung.“ Was die konkrete Arbeit im Labor angeht, will sich Howard aber diesen Sommer zurückziehen, um mehr Zeit mit seiner Frau verbringen zu können.

So ist zumindest der Plan.

„Ich sage immer wieder ‚jetzt höre ich auf‘, und dann mach ich doch noch weiter. Der Bedarf ist einfach so groß, denn Millionen Menschen sind durch vernachlässigte Erkrankungen bedroht.“ Howard hält hier inne, um dann umso vehementer fortzufahren: „Dieser Kampf lohnt sich! Und ich hoffe, wir gewinnen ihn, und zwar bald. Denn wie bei allem, was ich bisher in meinem Forscherleben angepackt habe, gilt: Die Uhr tickt.“