Medizin: Die Biotechnik eröffnet neue Wege

Medizin: Die Biotechnik eröffnet neue Wege

 

Biogenetische Techniken werden der Medizin im 21. Jahrhundert einen enormen Schub verleihen; sie werden zum unentbehrlichen Handwerkszeug des Arztes. So liefert etwa die vollständige Entschlüsselung des menschlichen Erbguts ein einzigartiges biomedizinisches Universallexikon. Es weist den Weg zu Präventionsmaßnahmen, und zwar bevor die ersten Krankheitszeichen sichtbar werden; es wird zudem neue Testverfahren, Medikamente und Therapien ermöglichen.

 

Wartelisten für Empfänger von Spenderorganen, Dialysegeräte für Nierenkranke und klobige Prothesen könnten aus dem medizinischen Alltag gänzlich verschwinden. Mit Macht arbeiten Forscher an Methoden, um mit gezüchteten Zellen, Geweben oder kompletten Organen einen geeigneten Ersatz für eine theoretisch beliebig große Nachfrage zu schaffen. Gentherapien und die präzise Steuerung des Immunsystems ergänzen die Palette nebenwirkungsarmer Interventionsmaßnahmen bei bislang schwer oder gar nicht behandelbaren Krankheiten. Doch eine kontroverse Frage wird Menschen noch bis weit ins nächste Jahrhundert beschäftigen: Dürfen Forscher die Klontechnik nutzen, um neue Therapien zu entwickeln? Erneut erzwingt medizinischer Fortschritt das Nachdenken über Begriffe wie Menschenwürde, Humanität und Personalität — diesmal vielleicht gründlicher als je zuvor.

 

 Gentechnik bestimmt die medizinische Entwicklung

 

Die Hälfte der weltweit wichtigsten medizinischen Innovationen bis zum Jahr 2020 wird auf biotechnischen Methoden fußen, so ein Ergebnis der »Delphi-Studie zur technologischen Entwicklung«, bei der im Auftrag der Bundesregierung mehr als 2000 Experten Fragen nach den wichtigsten Zukunftstrends beantworteten. Seit der Markteinführung menschlichen Insulins im Jahr 1982 ist die Zahl gentechnisch hergestellter Medikamente in Deutschland auf mehr als 30 gewachsen. Rund 350 neu entwickelte Biotechpräparate und 77 Impfstoffe befanden sich Ende 1998 allein in den USA in verschiedenen Phasen der klinischen Prüfung. Zwar wird nur ein Bruchteil dieser Kandidaten die Marktreife erlangen, da eine Reihe der Testkandidaten erfahrungsgemäß am Krankenbett versagen, aber deren Bedeutung wird insgesamt weiter wachsen.

 

Nach Angaben des Verbands Forschender Arzneimittelhersteller (VFA) in Deutschland lag im Jahr 1985 der Anteil rekombinanter, also gentechnisch produzierter Arzneimittel am Weltpharmamarkt gerade bei einem Prozent. Im Jahr 2000 soll er allerdings bereits 17 Prozent erreicht haben, um langfristig nochmals auf bis zu 25 Prozent anzusteigen. Hinzu kommt, dass gentechnische Methoden schon heute an der Entwicklung oder Herstellung fast aller Medikamente beteiligt sind, auch wenn diese letztlich auf chemischem Weg produziert werden. Als methodisches Werkzeug bei der Suche nach neuen Wirkstoffen sind gentechnische Verfahren mittlerweile in praktisch jedem Labor zu finden. Die Bedeutung dieser Technologie für die Medizin lässt sich daher kaum überschätzen — egal, wie sinnvoll man im Einzelfall die Fortschritte in Diagnostik und Therapie auch beurteilt.

 

 Die Früchte der Genforschung reifen heran

 

Das Human Genome Project — zu Deutsch: Genomprojekt des Menschen — ist die bislang größte Gemeinschaftsunternehmung von Biowissenschaftlern weltweit. Ziel ist es, den biologischen Bauplan des Menschen, sein Erbgut oder Genom, systematisch und vollständig zu entschlüsseln. Dazu müssen Molekularbiologen die Reihenfolge von etwa 3,2 Milliarden Erbgutbausteinen ermitteln (Fachleute sprechen vom »Sequenzieren«), aus denen das Erbmolekül (DNA) in den Zellen unseres Körpers zusammengesetzt ist. US-amerikanische Forscher begannen mit dieser immensen Fleißarbeit 1990. Finanzielle Unterstützung dafür erhielten sie von den Nationalen Gesundheitsinstituten (NIH) und dem Energieministerium der Vereinigten Staaten. Kurz danach schlossen sich auch viele Wissenschaftlergruppen in Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Japan und anderen Ländern dem Human Genome Project an.

 

Der ursprüngliche Plan lautete, das Vorhaben innerhalb von maximal 15 Jahren bei einem Gesamtetat von drei Milliarden Dollar abzuschließen. Nicht zuletzt die private Konkurrenz durch Firmen wie Human Genome Sciences, Genset und Celera Genomics, die sich die kommerziellen Rechte an der Verwertung der anfallenden Informationen sichern wollten, beschleunigte das Unternehmen. Im August 1999 waren bereits 16 Prozent der 3,2 Milliarden DNA-Bausteine des Menschen sequenziert und in öffentlich zugänglichen Datenbanken gespeichert. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Genbibliotheken seit 1994 füllen, nimmt exponentiell zu, und die beteiligten Wissenschaftler rechnen damit, dass sich dieser Trend fortsetzen wird. Dann könnte das Ziel bereits im Jahr 2000 erreicht sein — und dies sogar zu deutlich geringeren Kosten als ursprünglich kalkuliert.

 

 Gentechnische Medikamente der ersten Generation

 

Die schätzungsweise 100000 Gene, aus denen das menschliche Genom besteht, steuern die Entwicklung eines Organismus vom Moment der Empfängnis bis zum Tod, und sie kontrollieren dabei alle chemischen Reaktionen in den Zellen des Körpers. Schäden am Genom oder innerhalb einzelner Gene verursachen nicht nur die mehr als 4000 bekannten Erbleiden; im Wechselspiel mit Umwelteinflüssen wie Ernährung, Schadstoffen und Infektionserregern entscheiden unsere Erbanlagen letztlich auch darüber, ob eine Krankheit ausbricht und ob sie eher leichter oder schwerer verläuft.

 

Daher sind die meisten Biowissenschaftler davon überzeugt, dass ein genaues Verständnis der Funktion jedes einzelnen Gens die medizinische Praxis grundlegend verändern wird. Sowohl die Diagnose als auch die Therapie von bislang unverstandenen Krankheiten wird sich in Zukunft weniger an »oberflächlichen« Symptomen wie Kopfschmerz oder Übelkeit orientieren. Sie wird vielmehr auf jene molekularen Wechselwirkungen zusteuern, die am Krankheitsprozess ursächlich beteiligt sind.

 

Die einfachste Methode, genetische Informationen für die Entwicklung von Arzneien zu nutzen, besteht darin, die molekularen Baupläne oder Gene zu isolieren, die im Körper für die Herstellung wichtiger Eiweiße verantwortlich sind. Das erste therapeutisch nutzbare Eiweiß, bei dem dies gelang, ist das menschliche Insulin. Die Gene koppeln Molekularbiologen mit bestimmten Steuersignalen zusammen und verpflanzen sie in Bakterien, Hefe- oder Säugetierzellen. In Bioreaktoren oder Fermentern massenhaft vermehrt, produzieren solche gentechnisch veränderten Organismen gemäß den fremden Erbanleitungen die gewünschten Eiweiße in praktisch beliebiger Menge. In gereinigter Form stehen damit naturidentische oder zumindest annähernd naturidentische körpereigene Eiweißsubstanzen als Medikamente zur Verfügung.

 

Zu den ersten Medikamenten, die gentechnisch hergestellt wurden, zählen Insulin zur Diabetesbehandlung und Interferone für die Krebstherapie und Behandlung von Viruserkrankungen, Wachstumsfaktoren für verschiedene Blutzelltypen und Blutgerinnungsfaktoren sowie Wachstumshormone. Prinzipiell nutzbar ist dieser Weg immer dann, wenn die Körperzellen eines Patienten krankheitsbedingt wichtige Biomoleküle nicht mehr in ausreichender Menge herstellen. Dies ist nicht nur bei einem Großteil aller Erbleiden der Fall, sondern trifft oft auch für körperliche Krisensituationen zu — so etwa bei Krebspatienten nach einer Chemo- oder Strahlentherapie, beim Nierenversagen oder nach schweren Verwundungen und Infektionen.

 

Schwieriger als fehlende Genprodukte zu ersetzen, ist es, eine defekte Erbanlage mittels Gentherapie gleichsam zu reparieren. Das Schlüsselkonzept hierfür erprobten erstmals Anfang der 1990er-Jahre die beiden US-amerikanischen Mediziner French Anderson und Michael Blaese erfolgreich an zwei amerikanischen Mädchen. Beide Kinder litten an einem sehr seltenen, ererbten Immundefekt, der Adenosin-Deaminase-Defizienz (ADA-Defekt). Aufgrund eines kleinen »Schreibfehlers« im ADA-Gen können bestimmte Abwehrzellen (T-Zellen) das Enzym ADA nicht bilden. Dadurch sammeln sich in den Zellen giftige Stoffwechselprodukte an; die T-Zellen sterben, und für die Patienten wird nach dem Verlust ihrer Immunabwehr jede noch so banale Infektion zur tödlichen Bedrohung.

 

 Vom Genmedikament zur Gentherapie

 

In ihrem historischen Experiment isolierten French Anderson und Michael Blaese zunächst Millionen defekter T-Zellen aus dem Blut der kranken Mädchen. Dann schleusten sie mithilfe gentechnisch veränderter Mäuseviren, die gleichsam als Gentransporter dienen, ein intaktes ADA-Gen in die Kerne der T-Zellen. Die nun gentherapierten Immunzellen der kranken Kinder vermehrten die beiden Mediziner im Labor, um sie anschließend den jungen Patientinnen zu infundieren. Nach einem Dutzend Wiederholungen dieser Prozedur stieg die ADA-Menge im Blut der Kinder auf ein Viertel des Normalwerts an. Glücklicherweise erwies sich diese geringere Konzentration für den Infektionsschutz als völlig ausreichend. Auch sechs Jahre nach der letzten Infusion waren die beiden Mädchen wohlauf und konnten ein fast normales Leben führen.

 

Vor allem dieser frühe Erfolg begründete die hohen, teils euphorischen Erwartungen, die Mediziner wie die Öffentlichkeit gleichermaßen in die Gentherapie setzten. Denn rasch wurde klar, dass die Gentherapie nicht nur zur Heilung extrem seltener Erbkrankheiten taugt, sondern auch zur Bekämpfung von Krebs oder Infektionskrankheiten wie Aids. Doch zahlreiche Fehlschläge bei weiteren Gentherapieversuchen versetzten dem revolutionären Behandlungskonzept ab Mitte der 90er-Jahre des 20. Jahrhunderts einen kräftigen Dämpfer. Zwar entwickelten diverse Forschergruppen eine Reihe von Gentransfertechniken, aber es gelang ihnen in den meisten Fällen nicht, die heilsamen Erbinformationen in ausreichend viele Körperzellen einzuschleusen. Bei vielen Krebspatienten mit weit fortgeschrittenen Erkrankungen schrumpften oder verschwanden zwar einzelne Tumoren vorübergehend nach einem gentherapeutischen Eingriff, doch erlagen fast alle Patienten letztlich den unkontrollierbaren Tochtergeschwüren. Während mehrerer Studien wandte sich das Immunsystem der Kranken gegen die zum Gentransport eingesetzten, modifizierten Viren, und bei einem frühen Versuch gegen die Cystische Fibrose (Mukoviszidose) verursachten die dort verwendeten Genvehikel derart heftige Lungenentzündungen, dass die US-Zulassungsbehörde den Abbruch der Studie anordnete.

 

Erst 1998 konnte der US-amerikanische Kardiologe Jeffrey Isner den zweiten großen Erfolg für das Konzept der Gentherapie verbuchen. Ihm war es bei einem Versuch an 16 Herzpatienten gelungen, deren schwer geschädigtes Organ durch das Wachstum neuer Blutgefäße zu stärken. Der Mediziner verzichtete bei diesem Versuch auf den Einsatz genetisch veränderter Viren; stattdessen injizierte er in einer Schlüssellochoperation reine DNA in den Herzmuskel, welche die biologische Bauanleitung für den Wachstumsfaktor VEG-F enthielt. Obwohl auch mit Isners Methode die eingeschleusten Fremdgene nur in einem Bruchteil aller Zellen für wenige Wochen aktiv waren, genügte dieser Effekt, um neue Blutgefäße wachsen zu lassen. Diese ersetzten — gleichsam als natürlicher Bypass — die verstopften Arterien der Patienten.

 

 Euphorische Erwartungen

 

Anfang 1999 erprobten Mediziner weltweit gentherapeutische Konzepte in etwa 300 verschiedenen klinischen Studien mit insgesamt mehr als 3000 Patienten. Lediglich eine davon hatte zu diesem Zeitpunkt die letzte von drei Prüfstufen, die Phase III, erreicht: An weltweit rund 50 klinischen Zentren hatten Neurochirurgen versucht, die häufigste und zugleich bösartigste Form von Hirntumoren zu kontrollieren — das Glioblastom. Sie spritzten dazu jeweils mehrere Millionen Mäusezellen durch eine feine Kanüle in die Tumoren, deren Lage sie zuvor mittels Computer- und Kernspintomographie genau berechnet hatten. Aus den von der US-Firma Genetic Therapy Incorporated (GTI) präparierten Mäusezellen schwärmten daraufhin genmanipulierte Viren aus, die ein Selbstmordgen (HSV-tk) in den entarteten Zellen des Glioblastoms deponierten. Das später per Infusion verabreichte Medikament Ganciclovir verwandelte sich nun unter dem Einfluss der Selbstmordgene in ein potentes Chemotherapeutikum. Das Ergebnis dieses Versuchs war ein deutlicher Rückgang der Tumormasse bei vielen der so behandelten Patienten. Christian Ostertag von der Universitätsklinik Freiburg, einer der erfahrensten Neurochirurgen weltweit, schätzt die Ergebnisse als hoffnungsvoll ein. Eine Heilung sei mit dieser Technik zwar nicht möglich, doch dank ihr könnte man Glioblastom-Patienten die heute noch üblichen schweren Operationen bei geöffneter Schädeldecke samt nachfolgender Strahlentherapie ersparen.

 

Ob allerdings die Prophezeiung French Andersons eintreffen wird, wonach die Gentherapie »in 20 Jahren die ärztliche Praxis revolutionär verändern wird«, hängt davon ab, ob es Molekularbiologen gelingen wird, die Trefferquote beim Gentransfer von derzeit bestenfalls einem Prozent merklich zu erhöhen. Deutsche Experten teilen offenbar Andersons Optimismus: Zumindest bei Krankheiten, die auf Defekten einzelner Gene beruhen, erwarten auch sie die breite, klinische Anwendung noch in der ersten Dekade des 21. Jahrhunderts. Bei Krebserkrankungen hingegen deutet vieles darauf hin, dass die gezielte Beeinflussung des Immunsystems mithilfe von geeigneten Botenstoffen im Vergleich zur Gentherapie mittelfristig bessere Chancen hat, die heute verfügbaren Heilversuche zu ergänzen.

 

 Der Erbgutcheck für die Pillen nach Maß

 

Im Grenzgebiet von genetischer und pharmazeutischer Forschung entwickelt sich mit der Pharmakogenetik seit einigen Jahren ein neues Fachgebiet, das die weitere Entwicklung maßgeschneiderter Arzneien und Therapien beflügeln wird. Ziel dieser viel versprechenden Disziplin ist es, einen Großteil der Nebenwirkungen von Medikamenten und Heilbehandlungen zu verhindern, die Mediziner und ihre Patienten aufgrund mangelnden Wissens heute wohl oder übel in Kauf nehmen müssen.

 

So beruhen Aussagen über die Wirksamkeit eines Medikaments und über dessen Risiken letztlich auf statistischen Mittelwerten, die man in klinischen Prüfungen für neue Arzneistoffe an einem großen Patientenkollektiv gewinnt. Pharmakogenetiker hingegen suchen nach individuellen Erbausstattungen, welche die Wirkung von Arzneimitteln beeinflussen. Beispielsweise sind an der Regulation des Blutdrucks vermutlich Dutzende verschiedener Gene beteiligt, von denen jedes einzelne den erhöhten Blutdruck bewirken kann. Da jedoch Ärzte heute gar nicht wissen, welches dieser Gene das Problem im Einzelfall verursacht, müssen sie mitunter drei oder vier Medikamente mit jeweils unterschiedlichem Wirkprinzip an ihren Patienten ausprobieren, bis schließlich eines davon den Blutdruck bei diesem Patienten tatsächlich senken hilft.

 

Ein anderes Beispiel liefern Depressionen und Schizophrenie. Bei diesen Erkrankungen spielen Wechselwirkungen zwischen diversen Botenstoffen und mehreren Empfangsmolekülen (Rezeptoren) auf der Oberfläche von Nervenzellen eine entscheidende Rolle. Gelänge es, mit einem Gentest zu ermitteln, wo genau innerhalb des molekularen Signalaustauschs Fehlfunktionen auftreten, dann wäre auf Anhieb klar, welches unter Dutzenden von verfügbaren Medikamenten den Krankheitsverlauf des betreffenden Patienten am günstigsten beeinflusst.

 

Bislang werden pharmakogenetische Tests fast ausschließlich im Rahmen klinischer Studien vorgenommen. Für den Routineeinsatz im Klinikalltag sind die Verfahren derzeit noch viel zu aufwendig und zu teuer. Doch bereits für das Jahr 2008 sagten deutsche Experten im Rahmen der Delphi-Studie den Einsatz von Patientenpässen voraus, die pharmakogenetische Daten enthalten. Die Food and Drug Administration (FDA), also die Behörde, die in den USA für die Zulassung von Arzneimitteln verantwortlich ist, fordert inzwischen von den Herstellern, genetisch bedingte Unterschiede in der Wirksamkeit einzelner Medikamente ausführlicher zu dokumentieren. »Viele Pharmafirmen werden dann erkennen müssen, dass ihr Produkt nur noch bei zehn Prozent aller Patienten mit einer bestimmten Erkrankung funktioniert — aber für diese zehn Prozent hat das Unternehmen dann vielleicht den Markt für sich«, meint Pharmakogenetikpionierin Maureen T. Cronin.

 

Eine andere Konsequenz dieser Entwicklung erhellt das Beispiel eines viel versprechenden Asthmamedikaments der US-amerikanischen Pharmafirma Abbott Laboratories. In den Tests für dieses Medikament zeigte sich, dass es bei etwa drei Prozent der Benutzer Leberschäden auslösen würde. Aufgrund einer derart häufig auftretenden und gravierenden Nebenwirkung würde dieses Medikament niemals eine Zulassung erhalten. Doch Abbott hat die französische Firma Genset beauftragt, einen einfachen Gentest zu entwickeln, mit dem ein Arzt gefährdete Personen erkennen kann. Gelingt dies, so kann das Pharmaunternehmen durchaus hoffen, für ein ansonsten chancenloses Medikament doch eine Zulassung zu bekommen.

 

 Mit genetischen Daten Krankheiten verhindern

 

Das zunehmende Wissen um die genetische Ausstattung einer Person wird auch die Präventionsmöglichkeiten erweitern, und für eine Reihe von Menschen könnte dies sogar bedeuten, dass ein Leiden, für das sie genetisch prädisponiert sind, gar nicht ausbrechen muss. So dürfte es zumindest einigen Menschen leichter fallen, ihre Ernährung umzustellen oder mehr Sport zu treiben, wenn etwa der Check ihres Erbguts auf ein stark erhöhtes Infarktrisiko hinweist. Vorsorgeuntersuchungen auf Brust-, Darm- und Prostatakrebs bei genetisch dafür besonders anfälligen Menschen würde man sinnvollerweise in kürzeren als den sonst üblichen Abständen vornehmen, sodass die Wahrscheinlichkeit steigt, einen dieser gefährlichen, schnell wachsenden Tumoren rechtzeitig zu erkennen und zu entfernen. Informationen aus genetischen Untersuchungen könnten außerdem eine Entscheidungshilfe bieten, für welchen Personenkreis die vorbeugende Einnahme von bestimmten Medikamenten sinnvoll ist — etwa von Aspirin zum Schutz vor Herzinfarkt, von Vitamin E gegen die Alzheimer'sche Krankheit oder von Östrogen gegen Brustkrebs.

 

Für die oft geäußerte Befürchtung, dass Versicherungen sich der genetischen Daten ihrer Kunden bemächtigen, um »schlechten Risiken« den Versicherungsschutz zu verweigern, oder um Versicherten mit »ungünstigem Genprofil« höhere Prämien abzuverlangen, gibt es bislang nur wenige Beispiele. Sinn macht eine solche Praxis ohnehin nur in Ländern, deren Gesundheitswesen überwiegend marktwirtschaftlich orientiert ist, denn nur unter diesen Rahmenbedingungen steigert der Versicherer seinen Profit, indem er »teure« Risikopatienten möglichst ausschließt. Dort hingegen, wo das Gesundheitswesen im Wesentlichen solidargemeinschaftlich über Pflichtbeiträge zur gesetzlichen Krankenversicherung finanziert wird, wie dies in den meisten europäischen Staaten Europas der Fall ist, böten risikobezogene Prämien ohnehin nur ein Nullsummenspiel. »Schließlich gibt es nicht nur besonders gefährdete Versicherungsnehmer, sondern auch solche, die aufgrund ihrer Gene ein unterdurchschnittliches Krankheitsrisiko tragen — und die müssten dann niedrigere Prämien zahlen«, erläutert Allen Roses, Vizepräsident Genetik bei dem Pharmaunternehmen Glaxo Wellcome.

 

Anders ist die Situation in den USA, wo die Vorsorge für den Krankheitsfall letztlich Privatsache ist. Dort haben deshalb einige Bundesstaaten diese mögliche Art der »genetischen Diskriminierung« per Gesetz verboten. In Deutschland hatte die Enquetekommission »Chancen und Risiken der Gentechnologie« des Deutschen Bundestags bereits 1987 entsprechende Überlegungen angestellt. Verbindliche Regelungen zum Schutz von Arbeitnehmern und Versicherten kündigte die Bundesregierung allerdings erst 1998 in ihrem Koalitionsvertrag an. Es wird dabei darauf ankommen, die unbestreitbaren Vorteile, die das wachsende Wissen um die Erbausstattung eines Individuums bietet, zu nutzen, ohne damit eine genetisch begründete Mehrklassengesellschaft zu schaffen. Zudem sollte der Gesetzgeber dafür Sorge tragen, dass die medizinische Möglichkeit, mehr über sein genetisches Erbe zu erfahren, ein Angebot bleibt und nicht den Einzelnen zwingt, dieses Wissen auch zu erfragen.

 

 Die Schere zwischen Diagnostik und Therapie

 

Für das »Recht auf Nichtwissen« sprechen dabei nicht nur verfassungsmäßig verbriefte Persönlichkeitsrechte, sondern auch medizinische Gründe. In Deutschland, wo sich Ärzteverbände und Humangenetiker vermutlich mit ihrer Forderung durchsetzen werden, dass Gentests ausschließlich dem Wohl des Patienten dienen dürfen, plädieren vor allem die Praktiker in der humangenetischen Beratung dafür, dass Gentests nur im Rahmen ausführlicher Beratungen durch qualifizierte Spezialisten vorgenommen werden. Nur dann ist gewährleistet, dass die Ratsuchenden das Ergebnis einer humangenetischen Analyse auch sinnvoll einordnen und in seinen Konsequenzen verstehen können. Sie dagegen mit einem Testergebnis allein zu lassen, hieße unter Umständen, dem Ratsuchenden und seiner Familie mehr zu schaden als zu nützen.

 

Schließlich gibt es bereits heute zahlreiche Erbkrankheiten, in denen die diagnostischen Möglichkeiten der Therapie um Jahre vorauseilen. Beim Morbus Huntington — auch als Veitstanz oder als Huntington'sche Chorea bezeichnet — lässt sich etwa heute schon mithilfe einer Genuntersuchung mit großer Sicherheit klären, ob die getestete Person im vierten oder fünften Lebensjahrzehnt an dem schweren Hirnleiden erkranken wird. Dem geistigen und körperlichen Verfall, der letztlich zum Tode führt, können Ärzte aber derzeit noch nichts entgegensetzen. Falls eine Person dennoch Klarheit per Gentest wünscht, muss sie dabei in Kauf nehmen, dass der Test zwangsläufig auch Informationen zum Erkrankungsrisiko der nächsten Verwandten liefert — einschließlich dem der eigenen Kinder. In Deutschland nimmt deshalb nach der Beratung jeder zweite Risikopatient für dieses schwere Leiden das »Recht auf Nichtwissen« für sich in Anspruch und verzichtet nach der ausführlichen humangenetischen Beratung auf den Test.

 

 Streit um genetische Massenuntersuchungen

 

Schon in den ersten Lebenstagen könnten Neugeborene in Deutschland künftig auf Dutzende von Erbkrankheiten untersucht werden. Routinemäßig testen Mediziner derzeit, ob ein Baby an einer angeborenen Unterfunktion der Schilddrüse leidet, ob es den Milchzucker Galaktose verträgt und ob sein Stoffwechsel den Eiweißbaustein Phenylalanin abbauen kann. Frühzeitig erkannt, lassen sich diese durch Erbdefekte verursachten Krankheiten der Hypothyreose, der Galaktosämie und der Phenylketonurie medikamentös und durch eine Diät kompensieren. Die Säuglinge entwickeln sich weitgehend normal.

 

In Bayern diskutierten Humangenetiker und Gesundheitsbehörden 1997 über den Vorschlag eines Modellprojekts: Ähnlich, wie es einige US-amerikanische Klinikzentren bereits handhaben, sollten Neugeborene routinemäßig auf bis zu 40 Erbkrankheiten hin untersucht werden. Umstritten war der Plan vor allem deshalb, weil auch bei einigen der Krankheiten eine Lücke zwischen Diagnose- und Behandlungsmöglichkeit klafft. So existiert zwar für eine der häufigsten Erbkrankheiten, die Mukoviszidose oder Cystische Fibrose, ein preiswerter Gentest. Aber eine flächendeckende Untersuchung aller Neugeborenen — Fachleute sprechen vom »Screening« — lehnen sehr viele deutsche und US-amerikanische Experten ab, weil das Testergebnis kaum für die Therapie dieser Erkrankung nutzbar wäre.

 

Weitere Aspekte bei der Beurteilung von Gentests kommen hinzu, wenn man Verfahren betrachtet, mit denen sich der Diagnosezeitpunkt für ein Erbleiden oder für ein erhöhtes Erkrankungsrisiko auf das erste Drittel der Schwangerschaft vorverlegen lässt. Solche vorgeburtlichen oder pränatalen Diagnosen werden wahrscheinlich in Zukunft häufiger und für immer mehr Krankheiten vorgenommen werden. Neben der heute üblichen Ultraschalluntersuchung gibt es dafür mehrere Techniken, mit denen sogar in einzelnen Zellen des Embryos verdächtige Änderungen aufspürbar sind. Routine ist bereits die Entnahme von Fruchtwasser oder Gewebe aus dem Mutterkuchen bei Schwangeren über 35 Jahren. Ab diesem Alter steigt die Gefahr für das Auftreten von Chromosomenfehlern wie der Trisomie 21 (Downsyndrom) oder dem fragilen X-Syndrom. Beide Krankheiten, die zu geistigen Behinderungen führen, lassen sich durch Auszählen der chromosomalen Erbgutpäckchen und durch Färbetechniken unter dem Mikroskop zuverlässig erkennen. Der zur Probenentnahme notwendige Eingriff ist jedoch für das Ungeborene verhältnismäßig riskant: In jedem zweihundertsten Fall führt er zum ungewollten Abbruch der Schwangerschaft.

 

Risikoärmer ist ein experimentelles Verfahren, bei dem Mediziner die seltenen Zellen des Fötus aus dem Blut der Mutter isolieren. Bereits drei solcher Zellen genügen, um nicht nur das Geschlecht des heranreifenden Kinds zu ermitteln, sondern auch dessen Chromosomen zu vermessen. Denkbar wäre es, dieses Verfahren mit einer der Schlüsseltechniken in der Molekularbiologie zu kombinieren, der Polymerasekettenreaktion (PCR). Mit diesem Kopierverfahren für DNA-Moleküle lässt sich das Erbmaterial der wenigen fötalen Zellen Schritt für Schritt beliebig vermehren. Damit stünde genügend Untersuchungsmaterial zur Verfügung, um es im Detail zu analysieren.

 

 Pränataldiagnostik

 

Allerdings ist die Kluft zwischen Diagnose und Therapie beim Fötus im Mutterleib noch größer als bei Erwachsenen. Die Pränataldiagnostik kann zwar sehr viele Erbschäden nachweisen, doch das Leiden zu heilen oder zumindest zu lindern, das vermag die Medizin derzeit erst in ganz wenigen Ausnahmefällen. Einen solchen Erfolg erzielte 1998 der US-amerikanische Chirurg Michael Harrison. Er konnte durch eine Operation des Fötus im Mutterleib die genetisch bedingte Fehlbildung Spina bifida (»offener Rücken«) zumindest teilweise korrigieren. Das so behandelte Kind zeigte nach der Geburt deutlich geringere Fehlbildungen.

 

In der weit überwiegenden Zahl aller Fälle lässt der Nachweis eines schweren genetischen Defekts den betroffenen Eltern jedoch nur die Alternative, den Fötus abtreiben zu lassen oder das Kind mit seiner Behinderung zu akzeptieren. Sich für Letzteres zu entscheiden, bürdet dieser Familie gleich mehrere Lasten auf: Die Eltern müssen nicht nur mehr Fürsorge, Geduld und Verständnis für ihr behindertes Kind aufbringen, sie sehen sich unter Umständen zusätzlich mit den Anfeindungen Dritter konfrontiert. So bringen nicht alle Menschen in unserer Gesellschaft Verständnis dafür auf, wenn Eltern sich trotz des Wissens um eine schwere Behinderung für die Geburt des Kindes entscheiden. Hinzu kommen womöglich noch finanzielle Belastungen. In Einzelfällen haben sich Versicherungen in den USA geweigert, die Behandlungskosten von Kindern zu übernehmen, bei denen die Eltern aufgrund eines vorgeburtlichen Tests um deren Behinderung wussten. Wieder einmal fordert der medizinische Fortschritt Politik und Gesellschaft dazu auf, Rahmenbedingungen zu definieren, damit sich ein klarer medizinischer Nutzen für die Betroffenen nicht in sein Gegenteil verkehrt.

 

 Gentests ganz zu Beginn des Lebens

 

Unterdessen hat die Forschung ein weiteres Konfliktfeld eröffnet, in dem sich medizinische Chancen und gesellschaftliche Risiken gegenüberstehen — die Präimplantationsdiagnostik. Dank dieses seit 1989 bereits mehrere tausend Male angewandten Verfahrens lässt sich der Untersuchungszeitpunkt an den biologischen Beginn des Lebens vorverlegen. Es kombiniert die künstliche Befruchtung von Ei- und Samenzellen mit der Suche nach genetischen Defekten im noch wenigzelligen Embryo. Nach der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle verbleibt der Embryo in einer Kulturschale, wo er zu einem Häufchen aus acht oder sechzehn Zellen heranreift. Davon entnehmen Mediziner ein oder zwei Zellen, die sie auf Chromosomenfehler oder spezifische Genmutationen prüfen. Ist der Embryo gesund, wird er in die Gebärmutter eingepflanzt und hat nun die besten Chancen, sich zu einem gesunden Kind zu entwickeln. Embryos mit genetischen Defekten hingegen werden »verworfen«.

 

In Deutschland dürfte die Präimplantationsdiagnostik derzeit allerdings mehr Juristen und Politiker als Ärzte beschäftigen, denn aufgrund des Embyronenschutzgesetzes ist es hierzulande unklar, ob diese Technik legal ist. Das Gesetz verbietet nämlich jeglichen Eingriff an menschlichen Embryonen, außer zu dessen unmittelbarem Nutzen. Jedoch dürfte die bei der Präimplantationstechnik erforderliche Zellentnahme in den meisten Fällen dieses Gebot verletzen. Befürworter der Technik plädieren nun entweder dafür, das Embryonenschutzgesetz so zu ändern, dass es die Anwendung der Präimplantationstechnik zulässt, oder sie sehen noch nicht einmal den Schutzzweck des Gesetzes durch einen solchen Eingriff gefährdet.

 

Kritiker wiederum befürchten, dass die Präimplantationsdiagnostik das Tor zur Eugenik aufstößt; Eltern könnten versucht sein, Kinder nach wünschenswerten Eigenschaften im Diagnostiklabor auszusuchen. Viele Mediziner und Psychologen betrachten etwa Lernschwächen als eine ernst zu nehmende Krankheit. Genvarianten, welche die Intelligenz oder die Gedächtnisleistung negativ beeinflussen, könnten dann aus dieser Sicht bereits eine Entscheidung gegen diesen Embryo rechtfertigen.

 

 Ethische Grenzlinien verlaufen im Zickzack

 

Wie auch immer sich die Gesetzeslage in Deutschland verändern wird, eine Entwicklung zeichnet sich bei der Präimplantationsdiagnostik ab: Sowohl bei unseren europäischen Nachbarn, etwa in Belgien, den Niederlanden und in Großbritannien, als auch in den USA gewinnt diese Technik zunehmend an Verbreitung. Zum Ausschluss genetischer Defekte wird sie wahrscheinlich in vielen Ländern bald einen hohen Stellenwert erlangen und häufig zum Einsatz kommen.

 

Für die bislang in diesem Abschnitt dargestellten Verfahren gilt: Die Zukunft hat bereits begonnen. All diese Techniken sind zumindest grundsätzlich praxisreif und ihre weitere Entwicklung ist greifbar. Schaut man jedoch über diesen nahen Zeithorizont hinaus, so kommen nahezu unbegrenzte Manipulationsmöglichkeiten in den Blick: etwa die Verschmelzung von Befruchtungstechniken, Gentherapie und Präimplantationsdiagnostik. Beispielsweise könnten menschliche Ei- und Samenzellen im Kälteschlaf Jahre, Jahrzehnte, vielleicht sogar Jahrhunderte überdauern. Ohne Rücksicht auf Zeit, Raum oder das Verhältnis der Spender zueinander, lassen sie sich wieder vereinen. Begriffe wie Verwandtschaftsverhältnisse oder Generationenfolge erhielten dadurch eine völlig neue Bedeutung.

 

Mindestens 500000 »Retortenbabys« wurden weltweit bereits mithilfe der In-vitro-Fertilisation (IVF) gezeugt. Schlagzeilen machten in den letzten Jahren unter anderem die Italienerin Rosanne Della Corte, die im Alter von 62 Jahren, dank der Eizellspende einer Fremden, ein Kind gebar; Stephen Liam, der 1998 aus dem tiefgefrorenen Samen seines längst verstorbenen Vaters gezeugt wurde, sowie Zwillinge, deren Geburtszeit, dank Tiefkühltechnik, siebeneinhalb Jahre auseinander lag. Überschüssige Embryonen, die zwar im Zuge einer Kinderwunschbehandlung gezeugt, aber nicht implantiert wurden, lagern zu Hunderttausenden in den Fertilitätskliniken und waren auch schon Streitgegenstand in Scheidungsprozessen.

 

Die IVF-Techniken bieten wiederum neue Möglichkeiten für gentherapeutische Eingriffe, denn der kurze Zeitraum vor und nach der Befruchtung bietet die größten Chancen, um defekte Gene auszutauschen oder neue hinzuzufügen — beispielsweise durch Injektion in die Eizelle. Nach der Verschmelzung mit einer Samenzelle und dem Transfer in die Gebärmutter kann daraus ein kompletter menschlicher Organismus entstehen. Er trägt dann die gewünschten genetischen Veränderungen in jeder einzelnen Zelle und vererbt sie mit seinen Fortpflanzungs- oder Keimbahnzellen an die Nachkommen. In der Landwirtschaft wird dies mit transgenen Pflanzen ebenso erfolgreich praktiziert wie bei der Herstellung transgener Tiere, die als Modelle für die Erforschung von Krankheiten dienen oder pharmazeutisch wertvolle Eiweiße absondern, beispielsweise mit der Milch. Noch ist diese Prozedur allerdings nur bei wenigen Prozent aller Versuche erfolgreich.

 

Sowohl Forscher als auch Politiker haben Eingriffe in die Keimbahn des Menschen zunächst lautstark und in seltener Einmütigkeit abgelehnt. In Deutschland ist der Keimbahneingriff sogar unter Strafandrohung verboten. Andere Länder werden dieser restriktiven Linie vermutlich nicht folgen. Im Sommer 1998 forderten Dutzende hochkarätiger US-Wissenschaftler ihre Regierung auf, alle Optionen offen zu halten. Ähnlich wie bei der Reagenzglaszeugung, die zunächst als widernatürlich gebrandmarkt wurde, wird vermutlich auch hier die Abstimmung in den Wartezimmern stattfinden. Ob sich die Anhänger eines ausnahmslosen Genmanipulationsverbots für die Keimbahn durchsetzen, erscheint indes zweifelhaft, falls es Medizinern tatsächlich gelingen sollte, mittels eines solchen Eingriffs Kindern erbliche Belastungen zu ersparen.

 

Demgegenüber gibt es aus ethischer Sicht keine Rechtfertigung, identische Kopien des Menschen, also »Klone«, herzustellen. Die Existenz eines solchen Klons würde letztlich immer den Interessen Dritter dienen, etwa dem Ersatz eines verstorbenen Angehörigen. Es ist undenkbar, dass ein solcher Mensch eine Chance auf eine selbstbestimmte Persönlichkeitsentwicklung hat. Das Wissen um den Grund seiner Existenz und die Erwartungen seiner Erzeuger würden dieses grundlegende Menschenrecht zunichte machen. Die Klonierung ist indes technisch möglich. Das bewies Ian Wilmut 1997 mit seinem Team am Roslin Institute bei Edinburgh in Zusammenarbeit mit der Firma PPL Therapeutics mit dem Klonschaf »Dolly«.

 

Die Politik traf diese Entwicklung völlig unvorbereitet. Mit hastig formulierten Gesetzen verboten daraufhin viele Länder die Klonierung menschlicher Zellen. Doch die Paragraphenwerke erwiesen sich als lückenhaft und wurden deshalb teilweise innerhalb weniger Monate revidiert. Ein von der britischen Regierung eingesetztes Fachberatergremium, die Human Genetics Advisory Commission, empfahl hingegen einen differenzierteren Umgang mit dem Thema. Ihr Votum lautete: Verbot des Klonens von Menschen zu Fortpflanzungszwecken, nicht aber zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden, dem »therapeutischen Klonen«. Auch in den USA deutet alles darauf hin, dass diese Option künftig genutzt werden soll. »Letztlich wird die Gesellschaft entscheiden müssen, in welche Richtung wir uns bewegen«, kommentiert der Entwicklungsbiologe Davor Solter vom Max-Planck-Institut für Immunologie in Freiburg. »Man kann dabei nur hoffen, dass diese Entscheidung auf Informationen beruhen wird und nicht auf irrationalen Ängsten, Ignoranz und Vorurteilen.« Solters Wunsch drückt weder das naive »Alles-ist-machbar-Ideal« bornierter Wissenschaftler aus, noch einen Fatalitätsstandpunkt à la »was machbar ist, wird auch gemacht«. Vielmehr ist er vor dem Hintergrund zu sehen, dass die medizinische Option des therapeutischen Klonens ethische Grenzlinien verwischt. Das zeigt ein Blick auf einen weiteren Bereich moderner Medizin: die Transplantation menschlicher Organe und Gewebe.

 

 Organe von transgenen Nutztieren als trojanische Pferde?

 

Etwa 2000 Menschen starben 1998 in Deutschland, weil ihre Organe versagt hatten und kein Spenderorgan rechtzeitig zu finden war. Zu diesem Zeitpunkt lebten in der Bundesrepublik etwa 6,5 Millionen Schwerbehinderte, von denen etwa ein Drittel in den Bewegungsmöglichkeiten erheblich eingeschränkt war. Zwar wird auch die Medizin des 21. Jahrhunderts nicht all diesen Menschen Hilfe bieten können, doch es gibt zahlreiche viel versprechende Forschungsansätze, die auf neue Formen des Ersatzes von Organen und menschlichem Gewebe hinauslaufen.

 

Bei Organtransplantationen können Ärzte bereits auf große Erfolge zurückblicken: Weltweit lebten 1999 mehr als 300000 Männer, Frauen und Kinder mit Spenderorganen. Der Kombination aus chirurgischem Geschick, Gerätemedizin und neuen Medikamenten gegen die Abstoßungsreaktionen ist es zu verdanken, dass heute nur noch jede zehnte Niere im ersten Jahr nach der Verpflanzung den Dienst versagt. Jährlich erhalten fast 4000 Bundesbürger die Chance auf ein zweites Leben, und zwar auf Krankenschein und — im Gegensatz etwa zu Großbritannien — ohne Altersbegrenzung.

 

Um den steigenden Bedarf decken zu können, hoffen viele Wissenschaftler auf die Xenotransplantation, das Übertragen tierischer Organe auf den Menschen. Sie wurde bisher nur in Einzelfällen erprobt, etwa bei dem Säugling »Baby Fae«, der 1984 drei Wochen lang mit dem Herzen eines Pavians überlebte. Bessere Spender, so die Hoffnung, wären transgene Schweine, wie sie bereits von Wissenschaftlern der Firmen Novartis und Baxter gezüchtet wurden. Die Gewebemerkmale dieser Tiere sind durch gentechnische Eingriffe an jene des Menschen angeglichen. Dies verhindert zumindest die erste Welle der Abstoßung des tierischen Organs — die Komplementreaktion. Im Tierversuch, über den 1998 berichtet wurde, überlebten Affen mit derart modifizierten Schweinenieren bis zu 78 Tage; transplantierte Herzen funktionierten 35 Tage lang. Menschliche Organempfänger hätten wahrscheinlich sogar noch höhere Überlebenschancen; sie lassen sich aufgrund eines wesentlich besseren Instrumentariums intensivmedizinisch besser betreuen als Versuchstiere.

 

In den USA hat die Arzneimittelzulassungsbehörde FDA (Food and Drug Administration) bereits Richtlinien für die Xenotransplantation entworfen. Der Europarat forderte dagegen zunächst ein unbefristetes Verbot solcher Versuche, nachdem Gutachter auf das Risiko der Übertragung bisher noch unbekannter Krankheitserreger hingewiesen hatten. Auch deutsche Experten wie der Virologe Reinhard Kurth raten zur Vorsicht: »Wir müssen sehr genau die Risiken für die Allgemeinheit bedenken, auch wenn wir einen Einzelnen durch ein tierisches Organ retten könnten.«

 

Anlass zur Besorgnis geben unter anderem Laborversuche, bei denen sich in Schweinezellen vorhandene Retroviren in menschlichen Nierenzellen vermehrt haben. Ein Organempfänger, dessen Immunabwehr zum Schutz vor Abstoßungsreaktionen medikamentös unterdrückt wird, könnte also neuen Varianten von Retroviren gleichsam als lebender Brutreaktor dienen. Solche gefährlichen Erreger könnten sich anschließend mit unvorhersehbaren Folgen in der Bevölkerung ausbreiten. Die Befürworter der Xenotransplantation halten wiederum ein solches Schreckensszenario für unrealistisch. Sie verweisen darauf, dass nicht nur denaturierte Herzklappen vom Schwein zehntausendfach menschlichen Patienten implantiert wurden, sondern auch andere Materialien wie Wundnähte und Hautstücke, und zwar ohne dass dies zu Infektionen geführt hätte.

 

 Verpackte Zellen als erster Schritt

 

Im Licht dieser Unwägbarkeiten plädieren viele Fachleute zunächst für die Verpflanzung einzelner Zellen, bevor man sich daranmacht, komplette Organe in großem Umfang zu transplantieren. Beispielsweise denkt man daran, Langerhans'sche Zellen vom Schwein Diabetikern zu übertragen. Diese Zellen sind darauf spezialisiert, Insulin zu bilden. Die Idee ist, sie in Membranen zu verpacken, die nur für Nährstoffe und das gebildete Insulin durchlässig sind, nicht aber für die Zellen selbst. Dadurch wären die Implantate vor Angriffen des Immunsystems und die Patienten vor der Infektionsgefahr durch in den Spenderzellen versteckten Erregern geschützt. Dass ein solches Vorhaben durchaus praktikabel ist, zeigt ein Experiment mit Zellen aus der Nebennierenrinde von Kälbern, die von Natur aus eine Reihe opiumähnlicher Substanzen bilden. Für den Versuch »verpackten« die Forscher die Kälberzellen in Plastikkapseln. Implantiert in das Rückenmark von Krebspatienten, schütteten diese über etwa sechs Monate hinweg die schmerzlindernden Substanzen aus.

 

Infektionsgefahr und Versorgungsengpässe ließen sich theoretisch auch mit embryonalen Stammzellen überwinden, aus denen zu Beginn der Embryonalentwicklung die mehr als hundert Gewebetypen des menschlichen Körpers entstehen. Solche Stammzellen konnten US-amerikanische Forscher 1998 isolieren und vermehren. Sie gewannen sie aus wenige Tage alten, menschlichen Embryonen, die bei Fertilisationsbehandlungen in Frauenkliniken übrig geblieben waren. Die Versuche, so betonte der Entwicklungsbiologe James Thomson von der Universität Madison, seien mit Einverständnis der Elternpaare erfolgt. Fast zeitgleich gelang es Wissenschaftlern der Johns Hopkins Universität in Baltimore, embryonale Stammzellen aus abgetriebenen Feten zu gewinnen. In den USA ist die Forschung mit embryonalen Zellen des Menschen zwar nicht wie in Deutschland verboten, sie darf jedoch nicht mit Steuergeldern gefördert werden. Stattdessen hatte das kalifornische Biotechnologieunternehmen Geron die Wissenschaftler finanziert und sich im Gegenzug die Patente an der Schlüsseltechnik gesichert.

 

Durch die Zugabe spezifischer »Cocktails« aus diversen Wachstumsfaktoren und Nährstoffen hoffen die Forscher nun, die Entwicklung der embryonalen Stammzellen in differenzierte Körperzellen zu steuern. In Kulturschalen konnten sie bereits die Entstehung von Nerven-, Darm-, Muskel- und Knochenzellen beobachten. Wenige Monate später isolierten Wissenschaftler des US-amerikanischen Biotechnikunternehmens Osiris aus dem Rückenmark eines erwachsenen Spenders jene Stammzellen, die für den ständigen Nachschub an Blut- und Bindegewebszellen verantwortlich sind. Klinische Studien, bei denen man Krebspatienten nach einer Chemotherapie Blut bildende Stammzellen verabreicht, sind bereits im Gang.

 

 Reparatur mit embryonalen Stammzellen

 

Zwar sind die Forscher noch weit davon entfernt, komplexe Gewebe auf Wunsch herzustellen. Die Stammzellen sind jedoch überraschend anpassungsfähig, sodass dieses Problem lösbar erscheint. So gelang es etwa Mitarbeitern der kanadischen Firma NeuroSpheres Limited, mit Blutstammzellen Mäuse zu retten, die eine normalerweise tödliche Strahlendosis erhalten hatten. Die transplantierten Stammzellen waren ins Knochenmark eingewandert und produzierten dort Blutzellen.

 

Ebenfalls an Mäusen konnte Evan Snyder vom Children's Hospital in Boston beobachten, wie embryonale Nervenstammzellen des Menschen verschiedene Hirnschäden reparierten. Die Spenderzellen wanderten sogar selbstständig dorthin, wo sie gebraucht wurden. Am Schadensort reiften sie dann zu exakt den Zelltypen heran, die am dringendsten benötigt wurden. Sie knüpften sogar Kontakte zu den Nachbarzellen. Snyder vergleicht die neuronalen Stammzellen mit Saatgut, mit dem man die Löcher in einem kaputten Rasen stopfen könnte. Snyder stimmen diese Ergebnisse so optimistisch, dass er mit ersten Versuchen an Schlaganfallpatienten, hirngeschädigten Unfallopfern oder Alzheimerkranken ab dem Jahr 2001 rechnet.

 

Im Licht solcher Möglichkeiten stellt sich das Erzeugen embryonaler Stammzellklone aus den Zellen eines schwerstkranken Menschen auch ethisch anders dar. Den Forschern geht es dabei nicht darum, eine gesunde, genetisch identische Menschenkopie herzustellen. Vielmehr will man die so erzeugten Embryonalzellen nutzen, um immunologisch verträgliche Ersatzzellen, -gewebe oder -organe zu gewinnen. Ein solcher embryonaler Klon, so führen sie ins Feld, würde niemals ein eigenständiges, personales Leben führen. Zwar lebten seine Zellen in dem Kulturgefäß, aber diese wären nichts weiter als ein sich teilender Zellklumpen. Es bleibt die Frage offen, ob sich die Menschen letztlich auf diese Sichtweise einlassen werden und ihre Fähigkeit zur Instrumentalisierung der Umwelt auch auf den eigenen Körper ausdehnen werden.

 

 Maschinen für Menschen

 

Weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit stehen Bioingenieure und Neuroforscher kurz davor, wahre medizinische Wunder zu vollbringen. In interdisziplinären Teams arbeiten sie daran, Blinde wieder sehend zu machen und Lahme wieder gehen zu lassen. Weltweit haben rund 15000 taube Menschen ihr Hörvermögen, dank eines Cochlear-Implantats, zurückgewonnen. Im Unterschied zu den vergleichsweise simplen Hörgeräten stimulieren diese elektronischen Prothesen den Hörnerv direkt mit einer Reihe von Plastikelektroden. Fachleute wie der US-amerikanische Neurologe James Hudspeth halten das Cochlear-Implantat für die bislang erfolgreichste technische Lösung eines neurologischen Problems. Er erwartet vergleichbare Mikroimplantate in naher Zukunft auch für Blinde und Querschnittsgelähmte.

 

Praktisch abgeschlossen, so berichteten mehrere deutsche Arbeitsgruppen 1999, sind die Grundlagenarbeiten für einen Sehchip. Von solch einem Retina-Implantat könnten allein in Deutschland mehr als 50000 Patienten profitieren, die an Makuladegeneration oder an Retinitis pigmentosa leiden. Bei beiden Krankheiten sind zwar die Fotorezeptoren des Auges zerstört, der Sehnerv aber bleibt intakt und könnte wie der Hörnerv von einem Cochlear-Implantat elektronisch stimuliert werden. So gelang es bereits, Blinden den Eindruck von Helligkeit zu vermitteln. Man applizierte dazu eine nur wenige Tausendstel Millimeter dicke Kontaktfolie auf die Netzhaut des Auges, auf die man die Daten einer digitalen Kamera einspeiste. US-amerikanische Ärzte berichteten von ähnlichen Versuchen, bei denen die Patienten sogar einfache Formen erkennen konnten.

 

 Wunder aus den Labors der Neurobiologen

 

Immer häufiger setzen Mediziner die Technik der Neurostimulation dazu ein, um Schmerzen durch elektrische Reize zu lindern, das Muskelzittern von Parkinsonkranken zu kontrollieren oder die Blasenschwäche von Harninkontinenten zu beheben. Im Tierversuch mit Mäusen bereits erfolgreich war ein Epilepsiecomputer. Der Rechner erkennt einen unmittelbar bevorstehenden Krampfanfall anhand charakteristischer Hirnstromkurven und verhindert sie durch die punktgenaue Abgabe von Medikamenten unter der Schädeldecke. An der Universität Bonn entwickelte ein interdisziplinäres Forscherteam unter Leitung von Christian Elger ein Frühwarnsystem, das bis zu einer halben Stunde vor einem drohenden Anfall Alarm schlägt. Allerdings muss der dafür eingesetzte schrankhohe Rechner erst noch auf das Format eines Computerchips geschrumpft werden, damit Epileptiker davon im Alltag wirklich profitieren.

 

Selbst Querschnittsgelähmte dürfen hoffen, ihr Gehvermögen zumindest teilweise wiederzuerlangen. In leichteren Fällen gelang dies dem Neurologen Anton Wernig an der Universität Bonn mit einer eher unspektakulären Methode, dem Training auf dem Laufband: Ein Tragegurt hält den Patienten aufrecht, lässt jedoch seinen Beinen freien Lauf. Nach einigen Wochen intensiver Schulung lösen die intakten Nervenzellen des Rückenmarks vom Gehirn unabhängige Schreitreflexe aus. Mit speziellen Gehhilfen (Rollatoren) können die meisten von Wernigs Patienten immerhin 20 bis 100 Meter weit laufen; einige erklimmen mit fremder Hilfe mehrere Treppenstufen.

 

Viel sprechend sind auch die Versuche des Züricher Hirnforschers Martin Schab. Er wies im Tierversuch nach, dass selbst vollständig durchtrennte Nervenfasern im Rückenmark wieder zusammenwachsen können. Sechs Wochen, nachdem mehrere Laborratten durch einen tiefen Schnitt ins Rückenmark gelähmt worden waren, kletterten die Tiere bereits wieder munter an einem Seil empor. Voraussetzung für diesen spektakulären Erfolg war das Ausschalten bestimmter Hemmstoffe, die bei Säugetieren eine »Neuverkabelung« der Nervenzellen verhindern. Schwab gelang dies, indem er den Tieren gegen diese Hemmstoffe gerichtete Antikörper injizierte, die diese in ihrer Wirkung blockierten. Parallel dazu erprobt Schwab Botenstoffe, die das Wachstum von Nervenzellen anregen. In anderen Labors konstruieren Forscher winzige Leitschienen, die nachwachsenden Nervenfasern den Weg bahnen sollen.

 

Was keiner der beteiligten Forscher öffentlich zu sagen wagt, spricht Jeffrey H. Greiner, der Präsident der US-amerikanischen Firma Advanced Bionics, offen aus: »Wir werden Lahme wieder gehen lassen.« Da sich sein Unternehmen auf die Entwicklung von Geräten zur Behandlung von Nervenschäden spezialisiert hat, mag hierbei einiger Zweckoptimismus mitschwingen, doch welche Möglichkeiten die Neurobiologie eröffnet, zeigt ein letztes Beispiel: An der Universität Tübingen haben es vollständig gelähmte Menschen gelernt, mittels Hirnstromaktivität einen Computer zu steuern. Es handelt sich dabei um Patienten im fortgeschrittenen Stadium der Muskelkrankheit ALS (Amyotrophe Lateralsklerose). Sie können nicht einmal mehr mit dem Zwinkern eines Augenlids kommunizieren. Einer der ALS-Patienten nutzte die neu gewonnene Fähigkeit, um dem Erfinder der Methode, Nils Birbaumer, einen Brief zu schreiben: »Danke, dass Sie mich zum Abc-Schützen gemacht haben, der oft die richtigen Buchstaben trifft.«

 

Dipl.-Biol. Michael Simm

 

Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:

 

Medizin: Zwischen Chancen, Ethik und Finanzierbarkeit

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Infektionskrankheiten: Alte Feinde auf dem Rückzug

 

Literatur:

 

Ärzte, Technik, Patienten, bearbeitet von Annette Bopp u. a. Hamburg 1991.

 Garrett, Laurie: Die kommenden Plagen. Neue Krankheiten in einer gefährdeten Welt. Aus dem Englischen. Frankfurt am Main 1996.

 

Das Genom-Puzzle. Forscher auf der Spur der Erbanlagen, herausgegeben von Hilke Stamatiadis-Smidt u. a. Beiträge von Claudia Eberhard-Metzger u. a. Berlin u. a. 1998.

 

Gesundheitsbericht für Deutschland. Ergebnis eines Forschungsvorhabens. Gesundheitsberichterstattung des Bundes, herausgegeben vom Statistischen Bundesamt. Stuttgart 1998.

 Thompson, Larry: Der Fall Ashanti. Die Geschichte der ersten Gentherapie. Aus dem Amerikanischen. Basel u. a. 1995.

 Wilmut, Ian: Klonen für medizinische Zwecke, in: Spektrum der Wissenschaft, Ausgabe April 1999. S. 34—40.