Winner 1999

Molekularbiologische Verfahren

Molekularbiologische Verfahren für innovative Therapien: Entwicklungsbiologie als Basis innovativer Therapien zur Behandlung von Krankheiten

Prof. Dr. rer. nat. Peter Gruss (Spokenperson)
Prof. Dr. rer. nat. Herbert Jäckle
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen

(f.l.t.r.) Prof. Dr. rer. nat. Peter Gruss, Prof. Dr. rer. nat. Herbert Jäckle

Viele Krankheiten lassen sich durch Medikamente allenfalls lindern, aber nicht heilen. Kann man den menschlichen Körper dazu bringen, krankhafte Fehlfunktionen selbst zu reparieren?

Peter Gruss und Herbert Jäckle legten mit einem neuartigen therapeutischen Konzept die Basis dafür, dass das bald bei etlichen Krankheiten gelingen könnte. Peter Gruss ist Direktor der Abteilung Molekulare Zellbiologie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen, Herbert Jäckle steht der Abteilung Molekulare Entwicklungsbiologie als Direktor vor.

Ein Ziel ist die Regeneration der Inselzellen

Seit der Entdeckung des Insulins kann Diabetikern durch tägliche Insulin-Injektionen geholfen werden. Allerdings bewirkt diese Art der Behandlung keine Heilung der Diabetes. Außerdem können dadurch Folgeerkrankungen auftreten, etwa Erblinden, Nierenversagen und Herz-Kreislauf-Probleme. Durch die Regeneration von Insulin produzierenden Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse würde vielen Diabetikern hingegen dauerhaft und ohne Nebenwirkungen geholfen.

Der erwachsene Körper setzt sich aus Hunderten von spezifischen Zelltypen zusammen. Sie bilden sich zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Stellen während der Embryonalentwicklung und finden sich später zu funktionsfähigen Organen zusammen. Grundlegende Studien auf dem Gebiet der Molekulargenetik und der Entwicklungsbiologie, etwa am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, bildeten die Voraussetzung für ein Verständnis der molekularen Schaltprozesse, die bei der Embryonalentwicklung ablaufen. Dieses Verständnis ermöglichte die Entwicklung völlig neuer Therapiekonzepte.

Der Knackpunkt sind die Schalter-Gene

Den nominierten Forschern ist es gelungen, ausgehend von Experimenten an der Fruchtfliege Drosophila, eine Reihe von Schalter-Genen zu beschreiben, die – auch beim Menschen – für die Bildung von Organen grundlegend sind. Fällt ein Schalter-Gen aus, wird zum Beispiel das Auge, das Ohr, die Niere, ein bestimmter Bereich des Gehirns oder die Bauchspeicheldrüse nicht oder nur unvollständig gebildet. Gruss und Jäckle konnten die Insulin produzierenden Inselzellen jedoch dazu bringen, sich zu regenerieren. Dazu reaktivierten sie bei Diabetes-Patienten die Schalter-Gene, die bei gesunden Menschen während der Entwicklung der Inselzellen aktiv sind. Die Folge: Der Körper stellt selbst Inselzellen her.

Das innovative therapeutische Konzept verspricht Heilungschance für eine Vielzahl von Krankheiten: neben Diabetes beispielsweise auch bei Leberdefekten und Fettleibigkeit (Obesitas). Zur Entwicklung marktfähiger Produkte gründeten die Forscher die DeveloGen AG. Ein Medikament dieses Unternehmens zur Behandlung von Diabetes Typ 1 hat 2005 die zweite Phase der klinischen Tests abgeschlossen.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Molekularbiologische Verfahren für innovative Therapien - Entwicklungsbiologie als Basis innovativer Therapien zur Behandlung von Krankheiten“ wurde von der Max-Planck-Gesellschaft e.V. vorgeschlagen.

Weitere Details

Lebensläufe

Prof. Dr. rer. nat. Peter Gruss

Prof. Dr. rer. nat. Peter Gruss

28.06.1949
geboren in Alsfeld, Hessen
1968
Abitur
1968 – 1974
Studium der Biologie an der Technischen Universität Darmstadt
1973
Diplom
1974 – 1977
Promotion am Institut für Virusforschung, DKFZ, Heidelberg
1977 – 1978
Assistent am Institut für Virusforschung, DKFZ, Heidelberg
1978 – 1982
Post-Doctoral Fellow, dann Expert Consultant und schließlich Visiting Scientist im Laboratory of Molecular Virology, National Cancer Institute, NIH, Bethesda, Maryland
1982 – 1986
Professor am Institut für Mikrobiologie der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
seit 1986
Direktor der Abteilung Molekulare Zellbiologie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
seit 1990
Honorarprofessor der Georg-August-Universität Göttingen
1997 – 1998
Geschäftsführender Direktor des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie, Göttingen
seit 2002
Präsident der Max-Planck-Gesellschaft

Ehrungen:

1983
Robert-Koch-Förderpreis der Stadt Clausthal-Zellerfeld
1992
Feldberg-Preis
1992
Jean-Brachet-Lecture-Preis
1992
NIH-„Scholar-in-Residence“-Preis
1994
Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft
1995
Louis-Jeantet-Preis für Medizin, Genf
1995
Carus-Medaille der Deutschen Akademie der Naturwissenschaften Leopoldina, Halle
1995
Carus-Preis der Stadt Schweinfurt für Mitglieder der Leopoldina
1996
Wahl zum ordentlichen Mitglied der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen
1999
Wissenschaftspreis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft
2003
Wissenschaftspreis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft
2004
Mitglied der American Academy of Arts and Sciences
2004
Niedersächsischer Staatspreis

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Prof. Dr. rer. nat. Herbert Jäckle

06.07.1949
geboren in Konstanz
1969
Abitur in Rottweil
1969 – 1975
Studium der Chemie und Biologie an der Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg im Breisgau
1974
Staatsexamen
1978 – 1980
Forschungsaufenthalt an der University of Texas, Austin, USA
1980 – 1982
„Scientist“ am EMBL, Heidelberg
1982 – 1984
Leiter einer Nachwuchsgruppe am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen
1984
Habilitation an der Eberhard-Karls-Universität, Tübingen
1985 – 1988
Leiter einer Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen
1988 – 1991
Ordinarius für Genetik an der Ludwig-Maximilians-Universität München
seit 1991
Direktor der Abteilung Molekulare Entwicklungsbiologie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
seit 2002
Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft

Ehrungen:

1986
Jahrespreis der Deutschen Gesellschaft für Zellbiologie
1986
Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis
1990
Feldberg-Preis
1992
Karl-Ritter-von-Frisch-Medaille und Wissenschaftspreis der Deutschen Zoologischen Gesellschaft
1992
Otto-Bayer-Preis
1999
Mendel-Medaille der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina
1999
Louis-Jeantet-Preis der Liuos-Jeantet-Stifting für Medizin, Genf, Schweiz
1999
Wissenschaftspreis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft
1999
Deutscher Zukunftspreis
2002
Kooperationspreis des Landes Niedersachsen
2006
Ehrendoktor Dr. phil. h. c. des Weizmann-Instituts in Rehovot, Israel

Kontakt

Projektsprecher:

Prof. Dr. rer. nat. Peter Gruss
Direktor
Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie
Am Fassberg 11
37077 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 / 20 11 361
Fax: +49 (0) 551 / 20 11 504
E-Mail: pgruss@gwdg.de

Mike Rothe, Ph.D.
DeveloGen AG
Rudolf-Wissel-Straße 28
37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 / 50 55 860
Fax: +49 (0) 551 / 50 55 886
E-Mail: rothe@develogen.com

Pressekontakt:

Dr. Christoph Nothdurft
Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Am Fassberg 11
37077 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 / 20 11 641
Fax: +49 (0) 551 / 20 11 151
E-Mail: pr@mpibpc.mpg.de

Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten

Seit der Entdeckung des Insulins kann Diabetikern durch tägliche Insulin-Injektionen geholfen werden. Allerdings ist diese Art der Behandlung keine echte Heilung der Diabetes. Außerdem können Sekundärerkrankungen wie Erblindung, Nierenversagen, Herz-/Kreislaufproblemen, etc., auftreten. Durch die Regeneration von Insulin-produzierenden Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse des Diabetikers würde vielen Diabetikern dauerhaft geholfen. Dies zu erreichen, war Zielsetzung des Max-Planck-Instituts. Die daraus resultierende Umsetzung obliegt einer dafür gegründeten Firma.

Der erwachsene Körper setzt sich aus Hunderten von spezifischen Zelltypen zusammen. Diese spezifischen Zelltypen werden zu verschiedenen Zeiten an verschiedenen Positionen während der Embryonalentwicklung gebildet und finden sich später zu funktionsfähigen Organen zusammen, die gemeinsam, gleichsam wie ein Orchester, die Symphonie des Lebens spielen.

Grundlegende Studien auf dem Gebiet der Molekulargenetik und der Entwicklungsbiologie, die u. a. im Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie durchgeführt wurden, bildeten die Voraussetzung für ein Verständnis der molekularen Schaltprozesse, die bei der Embryonal-Entwicklung ablaufen. Dieses Verständnis ermöglicht den Einsatz der gewonnenen Erkenntnisse und damit auch die Entwicklung vollständig neuer und innovativer Therapiekonzepte.

Bahnbrechende Erkenntnisse über die Entwicklung, ausgehend von dem befruchteten Ei am Beispiel der Fruchtfliege Drosophila melanogaster, bildeten die Grundlage für weitere Forschungsarbeiten an anderen Organismen. Für diese fundamentalen Einsichten erhielt u. a. Prof. Dr. Christiane Nüsslein-Volhard, Tübingen, den Nobelpreis. Der Befund, dass während der Evolution maßgebliche Schaltprozesse bewahrt worden sind, hat das Studium der Embryonalentwicklung von Wirbeltieren vorangetrieben. Die Bewahrung dieser Schaltprozesse wird durch ein Höchstmaß an Ähnlichkeit der entsprechenden Schaltergene bei so unterschiedlichen Organismen wie der Fruchtfliege, Zebrafisch, Maus und Mensch dokumentiert. Über diesen Verwandtschaftsbezug war es möglich, bedeutende Schaltergene auch bei Säugern zu finden und in ihrer Funktion im Detail zu untersuchen. Als Modellsystem für Säugetiere kann die Maus dienen, denn ihr Körperaufbau gleicht in Grundzügen dem des Menschen. Deshalb können auch die Prozesse, die die Entwicklung der Maus steuern, auf den Menschen übertragen werden.

Es ist uns gelungen, ausgehend von der Fruchtfliege Drosophila, eine Reihe von Schaltergenen zu beschreiben, die für die Bildung von Organen im Säuger essentiell sind. Bei Ausfall dieser Schaltergene werden wichtige Organstrukturen, wie z. B. das Auge, das Ohr, die Niere, Bereiche des Gehirns oder die Bauchspeicheldrüse nicht oder nur unvollständig gebildet. Dieses Wissen stand am Ausgangspunkt und hat in der Konsequenz dann zur Gründung der Firma DeveloGen geführt. Defekte Körperstrukturen oder -funktionen auf natürlichem Wege über die Verwendung der körpereigenen genetischen Programme im Indikationsgebiet der Diabetes wiederherzustellen ist ein wesentliches Aufgabengebiet des Unternehmens. Die von uns erzielten und patentierten Erkenntnisse können eingesetzt werden, um gerichtet Insulin-produzierende Zellen zu regenerieren. Ziel ist es, die Schaltergene, die während der Entwicklung der Inselzellen aktiv sind, bei Patienten wieder zu reaktivieren. Durch diese Reaktivierung würde die gesamte Genkaskade angeschaltet, die zur Herstellung von Insulin-produzierenden Zellen führen kann. Auch Patienten mit Leberdefekten könnte auf ähnliche Weise geholfen werden - ein Indikationsgebiet, das erst vor kurzem in das Portfolio der Forschungsbemühungen von DeveloGen aufgenommen wurde.

Obesitas (Fettleibigkeit) repräsentiert ein maßgebliches Problem der Gesundheitsfürsorge. Sie geht oft mit chronischen oder akuten Erkrankungen wie Diabetes und Herz-/Kreislaufproblemen einher. Bis heute gibt es keine effektive pharmakologische Behandlung, um die Ursache der Fettleibigkeit zu bekämpfen.

Die Gesetze der Ordnung werden durch Mutanten, die einen spezifischen Gendefekt tragen, bloßgelegt. Durch eine Vielzahl von Mutanten, die erzeugt werden konnten, wird es nun möglich sein, die dabei beteiligten Gene zu identifizieren. Sollten vergleichbare Gene beim Säuger vorhanden sein, so wird dadurch - ausgehend von Drosophila - die Möglichkeit geschaffen, systematisch die molekularen Schalter zu ermitteln, die bei der Fehlsteuerung des Fettstoffwechsels beteiligt sind und zur klinischen Fettleibigkeit beitragen. Ziel ist es, die Natur dieser beteiligten Gene und damit auch mögliche therapeutische Konzepte zu entwickeln, um diese Defekte behandeln zu können.

Ausgehend von dieser Forschungsplattform, die im wesentlichen am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie erstellt worden ist, konnte ein innovatives therapeutisches Konzept entwickelt werden. Dieses Konzept verspricht in Zukunft über körpereigenen Prozesse Heilungschancen für eine Vielzahl von Krankheiten, u. a. Diabetes und klinische Fettleibigkeit. Dabei hat sich das Prinzip des Technologietransfers seit Max Planck nicht verändert. Er sagte einmal: „Dem Anwenden muss das Erkennen vorausgehen“.

Informationen und Kontakt zum Deutschen Zukunftspreis unter:

E-Mail: info@deutscher-zukunftspreis.de
Internet: www.deutscher-zukunftspreis.de

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt „Molekularbiologische Verfahren für innovative Therapien – Entwicklungsbiologie als Basis innovativer Therapien zur Behandlung von Krankheiten“ wurde von der Max-Planck-Gesellschaft vorgeschlagen.

Nominiert 1999 · TEAM 3