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31. Mai 2014

BZ-Serie: Helle Köpfe (11)

Thomas Boehm: Der Abwehrchef

BZ-SERIE HELLE KÖPFE (11): Thomas Boehm baut die Kinderstube der menschlichen Immunzellen nach.

  1. Versucht zu entschlüsseln, wie der Mensch seine Immunzellen programmiert: Thomas Boehm Foto: mpi

  2. Angefärbte Thymuszellen, wie sie sich unter dem Mikroskop zeigen Foto: BZ

infallsreiche und kluge Wissenschaftler sind die Grundlage für den Erfolg einer Universität und einer Region. Wir stellen Ihnen in dieser Serie Menschen vor, die den Forschungsstandort Südbaden starkmachen: Helle Köpfe, die in der globalen Wissenschaftswelt eine Rolle spielen, die Herausragendes leisten oder faszinierende Fragen lösen. Heute: der Mediziner Thomas Boehm.

EDer Drang, den Dingen auf den Grund zu gehen, treibt Thomas Boehm an. Tag um Tag, Monat um Monat, seit mehr als drei Jahrzehnten. Wissenschaft ist Knochenarbeit, Schufterei – auch für einen, der schon viele Ehrungen erhalten hat und dem in diesem Jahr eine der bedeutendsten medizinischen Auszeichnungen in Europa verliehen wurde, der mit 300 000 Euro dotierte Ernst-Jung-Preis.

Forschen heißt für den gelernten Kinderarzt, die Ärmel hochkrempeln und loslegen, Rückschläge wegstecken, neue Eisen schmieden. "Das Tagesgeschäft ist oftmals unglaublich zäh", räumt Boehm offen ein. Trotzdem spricht er in der Rückschau von einem "sehr glücklichen Berufsweg." Denn seine Hartnäckigkeit und Geduld wurden immer wieder mit Erkenntnis belohnt. "Bahnbrechend" nennen andere seine Entdeckungen.

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Dabei forscht der gebürtige Hesse, dem man seine Herkunft noch immer anhört und der bis heute seinen Apfelwein nach Baden importiert, an einem Organ, von dem viele Menschen noch nicht einmal wissen, dass sie es besitzen. Wenn überhaupt kennen sie Thymus als Kalbsbries auf den Tellern ambitionierter Restaurants. Doch ohne den Thymus wäre der Mensch nicht lebensfähig, sein Abwehrsystem unvollkommen und hilflos.

Der Thymus macht aus unspezifischen weißen Blutkörperchen schlagkräftige Abwehrzellen: die T-Zellen. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt beim Menschen oberhalb des Herzens und gilt als eine zentrale Steuereinheit im Immunsystem. Reife T-Zellen erkennen körperfremde Stoffe ebenso wie Tumorzellen und bekämpfen diese Feinde gezielt. Eine Herkulesaufgabe, auf die die T-Zell-Vorläufer im Thymus vorbereitet werden. Hier erhalten sie das Rüstzeug für ihre Mission: Rezeptoren reifen auf den Zelloberflächen heran. Damit der Körper gegen jeden nur denkbaren Eindringling gewappnet ist, kann er eine schier unbegrenzte Zahl unterschiedlicher Molekül-Antennen bilden, mit denen die Abwehrzellen jeweils ganz spezifische Gegner erkennen. Das verhilft den T-Zellen auf der einen Seite zu ihrer Kampfkraft, macht sie auf der anderen Seite aber gefährlich. Denn der Zufall sichert die Vielfalt und so entstehen auch Rezeptoren, die körpereigenes Gewebe angreifen.

"Diese muss der Organismus sofort wieder loszuwerden", erklärt Thomas Boehm, seit 1998 Direktor am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg, "und da der Körper gegen sich selbst gerichtete T-Zellen nicht zurückrufen kann wie ein Autobauer ein fehlerhaft ausgeliefertes Modell, muss die Qualitätskontrolle am Produktionsort, also im Thymus selbst, erfolgen."

Dafür betreibt der Körper einen hohen Aufwand. Der Thymus konfrontiert fertige T-Zellen mit einem Spiegelbild des gesamten Organismus und bildet dafür selbst alle Gewebestrukturen, die im Körper vorkommen.

Baut er beispielsweise Insulin, das Hormon der Bauchspeicheldrüse, und eine T-Zelle reagiert mit dem Blutzuckersenker, wird diese sofort aussortiert, erkennt eine andere Abwehrzelle das Muster der Darmschleimhaut wird auch sie eliminiert. Funktioniert dieser Prozess nicht perfekt, entstehen Autoimmunkrankheiten.

Sehr konzentriert, fast ein wenig nachdenklich erzählt der 57-Jährige aus seinem Forscherleben. Den Anfang nimmt diese Geschichte in den frühen 1980er Jahren in seiner hessischen Heimat an der Frankfurter Uniklinik. Seine erste Zeit als junger Kinderarzt verlief ganz anders, als er gehofft hatte. Oft konnte er kaum etwas für seine jungen Patienten tun. "Das traf mich schon sehr", räumt der Forscher ein und schüttelt den Kopf. Zuwenig war noch über die Ursachen vieler Erkrankungen bekannt. Boehm wollte etwas dazu beitragen, dass sich das ändert. Anfangs forschte er hauptsächlich nachts, wenn andere schliefen. Tagsüber kämpfte er am Krankenbett.

Gern erinnert er sich nicht an diese Zeit. "Das war enorm schwer." Aber er hatte Erfolg, er konnte nachweisen, dass es Abschnitte im menschlichen Erbgut gibt, die T-Zellen zu Krebszellen machen. Damit hatte Thomas Boehm nicht nur die ersten Onkogene bei T-Zell-Leukämien gefunden, sondern er wusste auch, er war auf dem richtigen Weg: Der würde ihn weiterhin hinab in die Tiefe führen, zu jenen grundlegenden Prozessen, die über Gesundheit oder Krankheit entscheiden.

Mittlerweile konzentrierte sich Boehm ganz aufs Forschen und begann mit den Arbeiten am Thymus. Sein Ziel blieb weiterhin, Krankheiten zu heilen, doch anstatt Kinder untersuchte er von nun an vor allem Tiere: Mäuse, Haie und so ungewöhnliche Geschöpfe wie das Neunauge. Die kieferlosen Fische gelten als lebende Fossilien und haben sich in 500 Millionen Jahren Erdendasein kaum verändert. "Es mag auf den ersten Blick abwegig anmuten, diese altertümlichen Lebewesen zu studieren", räumt der Wissenschaftler ein. Zumal klassische Modellorganismen wie der Fadenwurm oder der Zebrafisch viel einfacher zu untersuchen sind als das Neunauge. "Doch jetzt ist klar, dass alle Wirbeltiere über einen Thymus verfügen und wir kennen die Komponenten, die für die Funktion des Thymus unverzichtbar sind." Denn obwohl 500 Millionen Jahre den Fisch vom Menschen trennen, funktioniert die Qualitätskontrolle bei der Auswahl der Abwehrzellen in beiden Spezies ähnlich.

Boehm und sein Team hatten das Prinzip verstanden, waren auf dem Grund der Sache angekommen. Im nächsten Schritt ging es nun darum, das Organ im Labor nachzubauen. Mithilfe einer künstlichen Thymusdrüse sollen langfristig fehlerhafte T-Zellen ersetzt und Immunerkrankungen behandelt werden können.

Wie lernen Abwehrzellen, den eigenen Körper
zu verschonen?

Ein einfaches Modell sollte es werden, vergleichbar einem Kleinwagen, der nur mit den nötigsten Dingen – Motor, Bremse, Lenkrad, Gaspedal und Kupplung – ausgestattet ist. "Um T-Zellen auf den Entwicklungsweg zu schicken, braucht es nicht sehr viele Faktoren", erklärt der Forscher. Die meisten Elemente des komplizierten menschlichen Thymus steigern dessen Effizienz, beeinflussen aber die Entwicklung der T-Zellen nicht. So wie man in einer Limousine Klimaanlage und Tempomat erwartet, aber auch ohne diese Extras ans Ziel kommt.

Baustein um Baustein fügten Boehm und seine Leute zusammen und machten dabei die entscheidende Entdeckung: Thymusgewebe baut sich selbstorganisierend auf, wenn man die richtigen Komponenten zusammenbringt. Allerdings gelingt das nur in einem Organismus wie etwa der Maus; in Zellkultur lässt sich künstliches Thymusgewebe nicht heranziehen.

Das macht die Studien kompliziert und langwierig: also wieder mal Schufterei und Knochenarbeit für Boehm und sein Team. Dessen Leistungen, vor allem die seiner technischen Assistenten, betont Boehm im Gespräch immer wieder. Sie sind für ihn "die Seele des Betriebs", diejenigen, die das Labor zusammenhalten. Sie, die weder Preise noch Ruhm ernten, stoßen für ihn vor ins Unbekannte, machen Probebohrungen und dann, wenn sie "auf Öl" stoßen, geben sie die Projekte weiter an die jungen Wissenschaftler im Team.

Denn diese dürfen sich nicht verlieren, in den unerforschten, noch dunklen Bereichen des Lebens, die Thomas Boehm so gerne erkundet. Sie müssen Papers schreiben, möglichst gute und nicht zu wenige, wenn sie sich in der Wissenschaft behaupten wollen. Wie das gehen kann, zeigt ihr Chef seit mehr als 30 Jahren. Sein jüngster Clou ist die geglückte Konstruktion des anvisierten Kleinwagens: die Erzeugung künstlichen Thymusgewebes, in dem sich T-Zellen entwickelt haben. Dafür und für den Weg dorthin hat Thomas Boehm in diesen Tagen den Ernst-Jung-Preis für Medizin erhalten.

Autor: Karin Bundschuh