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Die Wissenssammlerin

Um Krankheiten wie Krebs stoppen zu können, muss man sie besser verstehen. Mit ihren Biochips trägt die Leipziger Biowissenschaftlerin Andrea Robitzki entscheidend dazu bei.

Wer durch das Labor von Prof. Dr. Andrea Robitzki im Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrum der Universität Leipzig läuft, erlebt innerhalb weniger Meter mindestens vier wissenschaftliche Disziplinen,

von der Biochemie bis zur Nanotechnik. Robitzki hat sie hier vereint, um ihre Vision wahr zu machen: Sie will Krankheiten wie Krebs und Alzheimer besser verstehen und so helfen, effektivere Therapien zu entwickeln. Zu Beginn des Rundgangs hält Robitzki eine Glasplatte hoch. Darauf sind goldene Mikroelektroden und Leiterbahnen zu sehen. „Das ist ein Biochip, das Herzstück unseres Ansatzes“, sagt die Biowissenschaftlerin. Diese kleine Platte hat das Zeug, die Behandlung von Krebs zu revolutionieren.

Das ist ein Biochip, das Herzstück unseres Ansatzes

  • Wie Biochips die Medizin revolutionieren

    Nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist Krebs noch immer die zweithäufigste Todesursache in Deutschland. Zwar hat die Medizin Fortschritte gemacht: Mehr als die Hälfte aller Krebspatienten kann heute geheilt werden; vor 40 Jahren war es gerade mal ein knappes Drittel. Dennoch erzielen nur wenige Medikamente tatsächlich die erhoffte Wirkung. Das Problem: Krebs ist extrem komplex, beim Brustkrebs beispielsweise gibt es sieben verschiedene Unterarten. Jede erfordert eine andere Therapie.

    Hier kommt die Entwicklung von Andrea Robitzki ins Spiel. Die Biochips ermöglichen es, lebende Zellen oder Gewebe – zum Beispiel Tumore – in Echtzeit zu untersuchen: Wie verläuft der Krebs, wie entstehen Metastasen, welche Eigenschaften haben sie usw. Normalerweise werden dazu Zellproben entnommen und unter dem Mikroskop untersucht. Sie geben allerdings nur Auskunft über den Stand zu einem bestimmten Zeitpunkt. „Wir dagegen simulieren exakt das, was im Körper ablaufen würde“, sagt Robitzki. Und das auch über Wochen hinweg. Das ist deutlich aussagekräftiger. Die Auswertung geht zudem viel schneller: Zell- oder Gewebeproben, die auf den Biochip gegeben werden, können per Sensorplattform am Computer in Sekundenschnelle analysiert werden.

    Robitzki und ihr rund 20-köpfiges Team betreiben so zum einen Grundlagenforschung, um die Entstehung und den Verlauf von Krankheiten wie Krebs besser zu verstehen. Das System mit den Biochips kann aber noch mehr. Es ermöglicht es auch, Medikamente unter Bedingungen ähnlich wie im menschlichen Körper zu testen. „So bekommt man viele Informationen, wie bespielsweise ein idealer Wirkstoff aufgebaut sein muss und welche Mittel bei welchem Tumor am besten anspricht“, erklärt Robitzki. In Zukunft könnten Ärzte mit dieser Methode den Tumor jedes Patienten untersuchen und dann eine passgenaue Therapie auswählen können.

    Die Industrie hat bereits Interesse an diesem System signalisiert. Robitzki und ihr Team arbeiten momentan daran, es noch effektiver zu machen, denn die Industrie ist auf einen hohen Durchsatz angewiesen. Auf die ersten Chips konnten nur wenige Proben gleichzeitig aufgebracht werden, momentan arbeiten sie an einer Variante mit 1536 Feldern, sogenannte Mikroelektroden-Titerplatten mit 96 bis 384 Positionen sind bereits verfügbar. Sie haben dafür einen eigenen Reinraum, in dem sie die Biochips herstellen und ständig weiterentwickeln. So ist es ihnen zum Beispiel auch gelungen, die Mikroelektroden durchsichtig zu machen, so dass die Zellen auf den Chips nicht nur biophysikalisch bzw. sensorisch ausgelesen, sondern auch optisch analysiert d.h. mikroskopiert werden können. „Wir wollen so viele verschiedene Messmethoden wie möglich auf ein und demselben Biochip anwenden, um so viele Informationen wie möglich über die Krankheiten sammeln zu können“, sagt Robitzki.

Ein wilder Ansatz

Die 55-Jährige ist heute Direktorin des Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrums der Universität Leipzig. Die Verbindung von Biologie und Technologie beschäftigt sie schon lange: 1998 hatte sie begonnen, am Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik eine Arbeitsgruppe und später eine Abteilung aufzubauen, die sich mit Biochips befasste. „Wir hatten die Idee, dass man lebende Gewebe durch Elektrodenstrukturen nachweisen und untersuchen kann“, sagt sie. „Das konnte sich damals noch kaum jemand vorstellen, die meisten hielten das für einen wilden Ansatz.“ Doch Robitzki ist zielstrebig und glaubte an die Idee.

Als sie zu Beginn des Jahrtausends von der Biotechnologie-Offensive des Freistaats Sachsen hörte, sah sie die Chance, ihren Ansatz weiter voranzutreiben. Mit der Bio City entstand damals ein interdisziplinäres Technologie- und Gründerzentrum. „Ich fand diesen Ansatz total spannend“, sagt Robitzki. Ihr gefiel der Mix aus Grundlagen- und angewandter Forschung sowie die Nähe zur Industrie. „Wir entwickeln heute das, was wirklich gebraucht wird.“ Zudem fand sie für ihre Forschung schnell Kooperationspartner aus den verschiedenen Fakultäten. Derzeit arbeiten sie mit verschiedenen klinischen Partnern zusammen, um stratifizierte bzw. personalisierte Therapien für Patienten zu entwickeln.

Der Wechsel nach Sachsen gab Robitzkis Arbeit den erhofften Schub. „Ich habe mich in Sachsen dank der Fördermittel und der Unterstützung aus den Staatsministerien gut entwickeln können“, sagt sie. Ihre Forschung sei heute da, wo sie sie immer haben wollte. Die Biochips können dabei längst nicht nur für die Diagnose und Therapie von Krebs eingesetzt werden. Ein weiterer Schwerpunkt ihrer Arbeit ist unter anderem die Alzheimer-Forschung. Sie geben selbstgezüchtete Nervenzellen auf die Biochips, lösen eine Art „Morbus Alzheimer“ aus und testen, welche potentiellen Wirkstoffe die Zellen am besten vor dem weiteren Abbau schützen können. Die Hoffnung: ein Mittel zu finden, das künftig das Fortschreiten von Alzheimer aufhält – und so einer weiteren Krankheit den Schrecken zu nehmen vermag.

Medizinische Forschung in Sachsen

Hier wird an der Medizin der Zukunft geforscht.

Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum (BBZ) der Universität Leipzig Das BBZ soll die Vernetzung der Forschung fördern. Hier werden neue Methoden und Technologien der molekularen Zellbiologie und Genetik mit Nanotechnologie, Biophysik, Pharmazie, Biochemie, Bioinformatik und Biomedizintechnik kombiniert.
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften Das Institut erforscht kognitive Fähigkeiten und Gehirnprozesse, u.a. welchen Einfluss das Veränderungsvermögen des Gehirns auf Zivilisationskrankheiten wie Bluthochdruck und Übergewicht hat.
Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie Hier werden im Auftrag von Unternehmen, Kliniken und Forschungseinrichtungen Verfahren und Produkte in den Bereichen Onkologie, Neuropathologie, autoimmune und entzündliche Erkrankungen sowie Infektionskrankheiten und Regenerative Medizin erforscht.
LIFE – Leipziger Forschungszentrum für Zivilisationserkrankungen Das Großforschungsprojekt der Universität Leipzig untersucht die Ursachen von Volkskrankheiten wie Diabetes, Depression, Demenz, Herzinfarkte, Allergien und Stoffwechselstörungen.
Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum Leipzig Durch die enge Verzahnung des Uniklinikums mit der Medizinischen Fakultät sowie weiteren Instituten und Forschungseinrichtungen werden neueste Erkenntnisse aus der medizinischen Forschung schnell und effizient in die medizinische Praxis überführt.
Biotec – Biotechnologisches Zentrum der TU Dresden Das interdisziplinäre Zentrum verbindet moderne Forschungsansätze in der Molekular- und Zellbiologie mit Ingenieurswissenschaften. Schwerpunkte sind die Zellbiologie, Biophysik und Bioinformatik.
Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik Das Institut erforscht grundlegende Prozesse in der Zelle und liefert so Anhaltspunkte für die Diagnose und Therapie von Krankheiten wie Diabetes, Krebs und Alzheimer.
Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung Der Standort in Dresden beschäftigt sich vor allem mit der Strahlentherapie und wie die sinnvoll eingesetzt werden kann.
Deutsches Zentrum für Diabetesforschung/Paul-Langerhans-Institut Dresden Die Forscher wollen herausfinden, wie die Zerstörung der insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse gestoppt werden kann. Das Institut ist außerdem das einzige deutsche Transplantationszentrum für diese Zellen.
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen Der Standort Dresden untersucht wie sich das Gehirn im Laufe des Lebens verändert und will Strategien für eine körpereigene Regeneration von Abbauprozessen entwickeln.
OncoRay – Zentrum für Innovationskompetenz für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie Das interdisziplinäre Zentrum will die Heilung von Krebs durch eine biologisch individualisierte, technologisch optimale Strahlentherapie verbessern. Es wird getragen von der TU Dresden, dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus.

Eine Content Marketing-Lösung der F.A.Z. Media Solutions Manufaktur.
Für Freistaat Sachsen.

Quelle: So geht sächsisch.

Veröffentlicht: 08.12.2016 19:55 Uhr