Zwei Forschende, die Mauern durchbrechen
Der Biochemiker Christian Hackenberger, der gezielt Krebszellen abtötet, und die Chemikerin Chayanika Das, die Magnesiumkorrosion bekämpft
Biochemiker Christian Hackenberger will mit einem Superkleber Krebs bekämpfen © WISTA Management GmbH
Chayanika Das forscht an der BAM, wie Magnesiumkorrosion verhindert werden kann © WISTA Management GmbH
Anschaulich, präzise und locker, so präsentiert sich Christian Hackenberger auf der erstmals digital abgehaltenen Falling Walls-Konferenz. Er spricht von Spürhund und Bombe, von Superklebstoff und Klarsichtfolie. Die Jury zeichnete den 44-jährigen Forscher am Berliner Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) mit dem Breakthrough-Award in der Kategorie Lebenswissenschaften aus. Hackenberger, auch Professor für Chemische Biologie an der Humboldt-Universität zu Berlin, erforscht mit seiner rund 20-köpfigen Arbeitsgruppe, wie Krebszellen gezielt bekämpft und wie Viren außer Kraft gesetzt werden können.
„Wir haben neuartige Moleküle entwickelt, die Krebs und virale Infektionen bekämpfen können“, sagt der Chemiker. Dabei habe er nicht den klassischen Ansatz der Arzneientwicklung verfolgt, nämlich kleine Moleküle zu verwenden, sondern habe auf größere Einheiten wie Proteine und Antikörper gesetzt. Das Gewohnte in Frage stellen, den eigenen Weg gehen, dabei auch das Risiko des Scheiterns in Kauf nehmen, ist für Hackenberger grundlegend. Vor allem für eine experimentelle Wissenschaft wie die Chemie. „Einiges können wir im Computer vorhersagen, doch hinterher müssen wir das entscheidende Experiment machen, das die Theorie bestätigt oder nicht“, sagt der vielfach ausgezeichnete Forscher.
Dass das ein mühsamer Weg sein kann, demonstriert der gebürtige Niedersachse, der nach dem Chemiestudium in Freiburg und Wisconsin an der RWTH Aachen promovierte, an der langwierigen Forschung mit Phosphonamidaten. Diese Verbindungen nutzt Hackenberger, um einen „Rucksack auf den Rücken des Spürhunds zu packen, der die Bombe in die Krebszelle bringt“. Damit schildert er anschaulich die Methode, Antikörper als „Spürhunde“ gezielt in die Krebszelle eindringen zu lassen. Auf den Antikörper wird chemisch ein Wirkstoff gepackt, der die Krebszelle abtötet. Gesunde Zellen interessieren den „Spürhund“ nicht, daher ist diese Art der Chemotherapie sehr schonend für Patienten. Den für den Transport des Medikaments nötigen „Rucksack“ hat Hackenbergers Team aus Phosphonamidaten entwickelt. Die Anforderungen sind hoch, der Rucksack muss fest an der richtigen Stelle des Antikörpers sitzen, er darf vor dem Eindringen in die Krebszelle nicht abfallen. Sonst würde die „Bombe“ zu früh hochgehen und gesundes Gewebe geschädigt.
Mehr als zehn Jahre habe er daran geforscht, angefangen 2005 bei der Habilitation an der Freien Universität Berlin. „Natürlich gab es jede Menge Rückschläge“, sagt Hackenberger. Heute gibt es einige Patente und das 2019 gemeinsam vom FMP und der Ludwig-Maximilians-Universität München gegründete Start-up „Tubulis Technologies“, das neue Antikörper-Wirkstoff-Verbindungen entwickelt.
Ähnliche Protein-Verbindungen sind auch bei viralen Infektionen wirksam etwa gegen die menschliche Grippe und die Vogelgrippe. „Wir haben eine Art Superkleber entwickelt, damit können wir das Virus komplett einwickeln wie in eine Klarsichtfolie“, erklärt Hackenberger. Damit wäre das Virus unschädlich gemacht. Als idealer Klebstoff erwies sich eine Proteinkapsel aus dem menschlichen Darmtrakt. Deren Oberfläche ist wie das Influenzavirus mit Kletten und Ösen gespickt. Nach chemischer Modifikation bindet sie perfekt an das Influenzavirus und hüllt es vollkommen ein, so dass es nicht mehr in menschliche Zellen eindringen kann. Ob die Methode auch gegen Coronaviren helfen kann? Hackenberger zeigt sich vorsichtig, aber optimistisch. „Wissenschaftliche Erkenntnisse sind nicht im Handumdrehen zu gewinnen“, sagt der Biochemiker. „Aber wir sind dran!“
„Es funktioniert, es funktioniert“, sagt Chayanika Das im Online-Gespräch. Die junge Chemikerin forscht an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Sie will herausfinden, wie Bauelemente aus Magnesium am besten vor Korrosion geschützt werden können. Das Leichtmetall Magnesium, das ein idealer Werkstoff für Auto- oder Flugzeugbau ist, ist stark korrosionsanfällig. In der Industrie setzt man auf anorganische Schutzschichten, für deren Herstellung jedoch umwelt- und gesundheitsgefährdende Chemikalien nötig sind. Auf solche Schutzschichten werden zusätzlich dicke organische Beschichtungen appliziert, die wie eine Schutzhülle funktionieren. Chayanika Das geht anders vor. Um die korrosiven Attacken auf die Metalloberfläche zu stoppen, bedient sie sich hauchdünner Schichten aus organischen Substanzen, die zudem mit schützenden Nanopartikeln versehen werden.
Beim Falling Walls Lab Adlershof hatte sie nur drei Minuten Zeit, ihre innovativen Ideen zu präsentieren. „Ich verwende ein neuartiges Polymer, das die bei der Korrosion freigesetzten Magnesiumionen einfängt“, sagte die Chemikerin. Schicht um Schicht werde diesmal eine sehr dünne Schutzhülle direkt auf der Oberfläche zum Wachsen gebracht, öfters verstärkt mit zusätzlichen Inhibitoren. Bei Letzteren handelt es sich um organische Säuren und Aminverbindungen. Dass „es funktioniert“, dass sich auf diese Weise im Magnesium enthaltene korrosionsfördernde Verunreinigungen abfangen lassen, hat Das kürzlich in ihren Experimenten im BAM-Labor nachgewiesen.
„Ich werde die Mauer der Magnesiumkorrosion durchbrechen“, sagt Das und überzeugte auch die Jury im Falling Walls Lab. So qualifizierte sie sich als eine von zehn weltweit ausgewählten Nachwuchswissenschaftlern für einen Vortrag am Berliner Falling Walls Day in der Kategorie Emerging Talents. „Die Videoaufnahme war aufregend“, erzählt die indische Chemikerin, die nach der Promotion am National Chemical Laboratory in Pune 2018 zur BAM gekommen war, ausgestattet mit einem Adolf-Martens-Stipendium. 2019 folgte ein zweijähriges Forschungsstipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung. Auch danach will sie gerne weiter in der Forschung arbeiten.
Das Leben in Berlin gefällt ihr, die Restaurants, auch die indischen, schätzt sie und sogar Currywurst mit Pommes schmeckt ihr. Sie sei es gewohnt, den eigenen Weg zu gehen, betont Das. Ermutigt dazu habe sie zunächst ihr Vater. Auch von der Schwester, ebenfalls Chemikerin, die noch vor ihr nach Deutschland kam und jetzt am Max-Planck-Institut in Mülheim forscht, kam viel Unterstützung. Heute gibt Das die Hilfe weiter an Landsleute, die sich für deutsche Universitäten oder Forschungseinrichtungen interessieren. „Auch wenn es um wissenschaftliche Probleme geht, helfe ich, so gut ich kann.“
Von Paul Janositz für Adlershof Journal