Paul-Ehrlich- und Ludwig-Darmstaedter-Preis für Forschung zum Immunsystem
Für ihre Erkenntnisse über einen grundlegenden Signalweg des Immunsystems erhalten Forscher in der Frankfurter Paulskirche den Paul-Ehrlich- und Ludwig-Darmstaedter-Preis. Sie entdeckten den cGAS-STING-Signalweg, einen zentralen Mechanismus der angeborenen Immunabwehr, der erkennt, ob DNA bei Infektionen, Krebs oder Zellstress in das Zellplasma gelangt.
Ausgezeichnet wurden die Ärztin Andrea Ablasser von der École polytechnique fédérale de Lausanne, der Virologe Glen Barber von der Ohio State University und der Biochemiker Zhijian Chen von der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas. Der mit 12.000 Euro dotierte Preis ehrt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich auf dem von Paul Ehrlich vertretenen Forschungsgebiet wie der Immunologie, der Krebsforschung oder der Chemotherapie besondere Verdienste erworben haben. Viele der seit 1952 Ausgezeichneten erhielten später den Nobelpreis.
“Die Entdeckung und Erforschung des cGAS-STING-Signalwegs hat nicht nur unser Verständnis grundlegender immunologischer Prozesse erweitert, sondern auch wichtige Impulse für die biomedizinische Forschung gesetzt. Die Arbeiten der Preistragenden schaffen die Grundlage für innovative Therapien, die gezielt die körpereigene Immunabwehr modulieren – ein vielversprechender Ansatz für die Entwicklung neuer Arzneimittel gegen Infektionen, Krebs und entzündliche Erkrankungen”, sagt Prof. Stefan Vieths, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts.
“Wenn doppelsträngige DNA (dsDNA) im Zellinneren an einem falschen Ort auftaucht – etwa im Zytoplasma – bedeutet das höchste Alarmstufe für den Körper. Solche DNA stammt entweder von Viren oder von geschädigten Zellen”, erklärt das Paul-Ehrlich-Institut. Bereits 1908 hatte Ilya Mechnikov bei der Verleihung des Medizinnobelpreises berichtet, dass Nukleinsäuren eine Immunreaktion auslösen können. Bislang war jedoch unklar, wie das funktionierte. Das konnten die drei Preisträger zwischen 2008 und 2013 herausfinden.
Barber entdeckte ein Protein, das eine zentrale Rolle bei der Immunabwehr spielt und im Endoplasmatischen Retikulum verankert ist. “Nach einer Infektion mit DNA-Viren lässt dieses Protein bestimmten Genen im Zellkern ausrichten: Stellt sofort Interferone her. Es ist also, wie die Abkürzung sagt, ein STimulator von Interferon-Genen. Die Interferone verteilen sich im umliegenden Gewebe und regen die Bildung von Fresszellen und natürlichen Killerzellen sowie anderen Immunbotenstoffen an”, erläuterte der Stiftungsrat in Frankfurt (PDF).
Alarmalage für DNA im Zytoplasma
Chen hingegen identifizierte laut PEI “das Enzym cGAS als zentralen Sensor, der das Auftauchen von DNA im Zytoplasma erkennt, und entschlüsselte seine molekulare Funktion”. Das Enzym entscheidet nicht zwischen fremder und eigener DNA. Diese kommt normalerweise nur im Zellkern und in den Mitochondrien vor, aber nicht im Zytoplasma. “Wenn eigene DNA, zum Beispiel bei Krebserkrankungen, ins Zytoplasma gelangt, schlägt cGAS Alarm und aktiviert die Immunabwehr”, schreibt das PEI. So könne das System vor Infektionen und Krebs schützen. Falls cGAS jedoch fälschlicherweise durch eigene DNA aktiviert wird, kann das zu Autoimmunerkrankungen führen.
Ablasser, die bereits 2014 mit dem Paul Ehrlich-und-Ludwig Darmstaedter-Nachwuchspreis ausgezeichnet worden war, erforschte die Bedeutung des cGAS-STING-Signalwegs für Infektionen, Krebsabwehr und Autoimmunerkrankungen und fand heraus, dass der cGAS-STING-Signalweg mit zunehmendem Alter und auch ohne vorherige Infektion häufiger aktiviert wird. “Solche sogenannten sterilen Entzündungen können vermutlich zur Entstehung von Herzschwäche, Diabetes und Autoimmunkrankheiten beitragen”, erklärt das PEI. Aktuell wird weiter erforscht, wie der Signalweg gezielt gehemmt werden kann. 2018 gelang Ablasser und ihrem Team erstmals die Synthese eines Hemmstoffs. Außerdem erhoffen sich die Forscher, Wirkstoffe zu finden, die den cGAS-STING-Weg aktivieren, um Krebszellen zu bekämpfen.
“Fundament der Immunabwehr”
“Der cGAS-STING-Signalweg ist ein Fundament unserer angeborenen Immunabwehr, nach dem lange gesucht wurde”, erklärt der Vorsitzende des Stiftungsrates, Prof. Thomas Boehm. “Mit seiner Entdeckung haben die Preisträger der Medizin die Möglichkeit erschlossen, Infektionen, Krebs und entzündliche Erkrankungen effektiver als bisher zu behandeln.”
(mack)
