Nobelpreis für Enzym-Engineering und die „Väter“ der therapeutischen Antikörper

Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr zu einer Hälfte an die US-Amerikanerin Frances Arnold (62) und zur anderen Hälfte an ihren Landsmann George Smith (77) sowie den Briten Gregory Winter (67). Die drei Forscher haben Methoden entwickelt, mit denen es möglich ist, etwa Biokraftstoffe, Arzneimittel und therapeutisch wirkende Antikörper herzustellen, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm mit. Es sei ihnen gelungen, Kontrolle über die Evolution zu gewinnen und diese Fähigkeit für Zwecke einzusetzen, die der Menschheit größten Nutzen gebracht haben. Arnold ist die fünfte Frau, die den Chemie-Nobelpreis erhält – nach Marie Curie (1911), deren Tochter Irène Joliot-Curie (1935), Dorothy Crowfoot Hodgkin (1964) und Ada Yonath (2009).

Das Leben auf der Erde existiere, weil die Evolution zahlreiche komplexe chemische Probleme durch andauernde genetische Veränderungen gelöst habe, schreibt das Nobelkomitee in seiner Begründung. Die Preisträger hätten sich die Möglichkeiten der Evolution zunutze gemacht und im Labor weiterentwickelt. 

George Smith entwickelte in den 1980er Jahren an der University of Missouri das sogenannte Phagen-Display: 1985 stellte er in „Science“ ein Verfahren vor, das Bakteriophagen bestimmte Proteinsequenzen auf ihrer Oberfläche präsentieren lässt. Je nach Erbgut zeigen die Phagen verschiedene Proteinteile auf ihrer Hülle. In den Folgejahren griffen andere Forscher den Ansatz auf. Gregory Winter nutzte in Cambridge das Phagen-Display, um gezielt Antikörper für bestimmte Zwecke zu entwickeln. „Diese Errungenschaft war der Ausgangspunkt einer pharmazeutischen Revolution“, schreibt das Nobelkomitee. Winter baute riesige Phagen-Bibliotheken mit verschiedensten Antikörper-Varianten auf, die an unterschiedlichste Strukturen andocken und als medizinische Wirkstoffe genutzt werden können. Daraus ging etwa der humane Antikörper Adalimumab hervor, der an ein entzündungsförderndes Protein bindet. 

2017 waren Joachim Frank, Jacques Dubochet und Richard Henderson geehrt worden für die Entwicklung der Kryo-Elektronenmikroskopie. Mit der Technik können Forscher Biomoleküle im Detail untersuchen. Der Schweizer Dubochet, der Deutsch-Amerikaner Frank und der Brite Henderson teilten sich das Preisgeld zu gleichen Teilen.

Am Montag und Dienstag wurden bereits die Preisträger in Medizin und Physik bekannt gegeben. So ging der Nobelpreis für Physik dieses Jahr zur Hälfte an Arthur Ashkin (USA) sowie an Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada). Arthur Ashkin bekommt den Preis für die Entwicklung optischer Pinzetten und ihre Anwendung in biologischen Systemen. Gérard Mourou und Donna Strickland erhalten die Auszeichnung für ihre Methode zur Erzeugung von hochintensiven, ultra-kurzen optischen Pulsen.  

Den Nobelpreis für Medizin bekommen James Allison und Tasuku Honjo. Sie werden ausgezeichnet für ihre Forschung auf dem Gebiet der Immuntherapien gegen Krebs. Auf Basis ihrer Arbeiten ist eine ganz neue Wirkstoffklasse entstanden: Die sogenannten Checkpoint-Inhibitoren, die bereits seit einigen Jahren Eingang in die Krebstherapie gefunden haben. Die Idee dahinter ist folgende: Die Bremse, die bei vielen Krebserkrankungen verhindert, dass der Tumor vom eigenen Immunsystem bekämpft wird, soll aufgehoben werden. So soll die Abwehr gegen die Krebszellen aktiviert werden. Und eben diese „Bremsen“ haben die aktuellen Nobelpreisträger entdeckt, beziehungsweise erforscht. Eine ganze Reihe von Wirkstoffen hat bereits die Marktreife erlangt.