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Tobias Huber - Interesse an der Biologie und am Leben

Ausgerechnet die verstecktesten Strukturen im menschlichen Körper haben es ihm angetan. Der Nephrologe Prof. Dr. Tobias Huber untersucht mit seinem Team am Universitätsklinikum Freiburg Struktur, Genetik und Funktionsweise des wichtigsten Filterorgans im Organismus, der Niere. Darüber hinaus identifizierte er gemeinsam mit dem Exzellenzcluster BIOSS einen Signalweg, der zur Diabetischen Nephropathie, einer schweren Nierenerkrankung führt, und zeigte Lösungen auf, wie dieser Signalweg zu unterbrechen ist. Er wurde bereits mit zahlreichen Preisen bedacht, zuletzt mit dem Young Investigator Award der Amerikanischen Gesellschaft für Nephrologie.

Nierenexperte Prof. Dr. Tobias Huber © privat

Schon als Kind habe er sich sehr für Biologie interessiert. 1971 in Waldkirch geboren, züchtete der heutige Arzt und Nierenexperte Prof. Dr. Tobias Huber damals Amphibien und Schmetterlinge, besaß bereits in der Schulzeit Aquarien und unterschiedliche Insektenzuchten. Er beobachtete Dachsbauten und Fuchshöhlen aus selbstgebauten Zelten, wenn andere lieber Fußball spielten. „Ich habe mich immer viel in der Natur umgetan“, erzählt der Mediziner, „was leicht war, denn wir lebten am Hang, in der Nähe zum Wald, und mein Interesse an der belebten Natur war groß.“

Während seiner Zeit des Zivildienstes in der chirurgischen Notaufnahme der Uniklinik Freiburg reifte die Entscheidung, Medizin zu studieren. Der Umgang mit Patienten war es, der ihm enorm Spaß machte und ihn beflügelte, im Krankenhausbetrieb zu bleiben. „Die Wissenschaft hat mich gereizt, aber auch ihre Umsetzung zum Patienten hin war für mich ein maßgeblicher Antrieb.“ Teile des Studiums verbrachte Huber in den USA und in Wien, kehrte jedoch wieder nach Freiburg zurück. Noch heute fährt der Arzt und Wissenschaftler zweigleisig, indem er die Grundlagenforschung vorantreibt, immer aber den Patienten und die Forschungsanwendung vor Augen hat.

Dass es Tobias Huber in die Nephrologie getrieben hat, gehört nach seinen Angaben zu den Zufällen des Lebens. Er ließ sich mitreißen vom Esprit seiner damaligen Mentoren, Prof. Dr. Hermann Pavenstädt und Prof. Dr. Rainer Greger. „Es hätte auch jedes andere Fach sein können“, sinniert der Nierenexperte, „so war es eben die Niere, die mich begeistert hat.“

Ein Ziehkind der Deutschen Forschungsgemeinschaft

In seiner Doktorarbeit begann Huber schon, die hochspezialisierten Nierenfilterzellen, die Podozyten, in Kultur zu nehmen und elektrophysiologisch mit der Patch-Clamp-Technik zu untersuchen. Dabei gelang es ihm, Angiotensin-Oberflächenrezeptoren nachzuweisen, deren Blockade heute bei Nierenkranken genutzt wird, um einen fortschreitenden Nierenfunktionsverlust zu verlangsamen. 1999 wurde Huber in der Abteilung Nephrologie von Prof. Dr. Gerd Walz als Assistenzarzt im Universitätsklinikum Freiburg eingestellt.

Dort begann er, jene Gebilde molekularbiologisch zu analysieren, die er bisher elektrophysiologisch beleuchtete. Er konzentrierte sich unter anderem auf die Netzwerke zwischen den Fußfortsätzen der Podozyten, die den Nierenfilter bilden und durch welche das ganze Filtrat aus dem Blut in die Niere gepresst wird. Dabei klonierte der heutige Geschäftsführende Oberarzt auch neue Gene der Neph-Nephrin-Familie, welche für Proteine des Nierenfilters codieren und hier nicht nur Strukturfunktionen haben, sondern auch aktive Signale vermitteln, die die Zelle vor dem Absterben hindern und zu der regelrechten Feinarchitektur des Filters beitragen.

Ein Emmy-Noether-Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ließ Huber zur Washington University in St. Louis (USA) reisen, um die nächste Stufe seines Verständnisses der Nierenfunktion zu erklimmen: „Als nächste Ebene zum Molekularverständnis kamen die Tiermodelle in Form von transgenen Mäusen hinzu.“ Später bekam er das Exzellenzprogramm der Emmy-Noether-Gruppe bewilligt und kehrte zurück nach Freiburg, wo der damals 35-Jährige seine eigene Gruppe aufbaute. Es folgte im Anschluss eine Förderung in Form des Heisenberg-Stipendiums sowie im Februar 2013 die Bewilligung einer Heisenberg-Professur durch die DFG. „Ich bin ein Ziehkind der Deutschen Forschungsgemeinschaft“, erklärt Huber lachend, „die vier Exzellenzlinien, die es gibt, habe ich praktisch alle nahtlos durchlaufen.“ Dies war seiner Meinung nach auch der Schlüssel zu seinem Erfolg. Seine Stelle war von Beginn an stets über Drittmittel finanziert und sicherte ihm die Unabhängigkeit, sein Forschungsfeld frei und flexibel neben der Facharztausbildung zu gestalten.

Die Achillesferse vieler Nierenerkrankungen

Entstehung der Diabetischen Nephropathie über den mTOR-Signalweg, ausgehend von einem Diabetes mellitus © Prof. Dr. Tobias Huber, Universitätsklinik Freiburg
Seit 15 Jahren stellt der Nierenfilter in seinem Aufbau, seiner Funktion und seiner Fehlbarkeit den Forschungsmittelpunkt von Tobias Huber dar. Jeder Körper besitzt pro Niere etwa eine Million kleine Filtereinheiten, die Nierenkörperchen. In einem solchen runden kugeligen Knäuel von Kapillaren, dem sogenannten Glomerulus, der komplett von Podozyten bedeckt ist, findet die Filtration des Blutes statt. Stoffe, die nicht mehr gebraucht werden, gelangen in den Harnleiter und werden als Urin ausgeschieden. Zwischen den langen Fortsätzen der Podozyten, die fingerartig ineinander greifen, befindet sich die Schlitzmembran mit ihren hochspezialisierten Molekülen, den Nephrinen. „Wenn eine Struktur so extrem komplex und differenziert ist, dann sind ihre Zellen meist nicht mehr teilungsfähig“, weiß der Wissenschaftler, „und diese fehlende Zellerneuerung macht diese Struktur zur Achillesferse vieler Nierenerkrankungen.“ Huber hat mit seinen Mitarbeitern, die ähnlich enthusiastisch sind wie er selbst, zahlreiche Regulationsmechanismen identifizieren können, wie derart komplexe Systeme entstehen und aufrechterhalten werden. Dazu gehört beispielsweise der mTOR-Signalweg (engl. mammalian Target of Rapamycin), der in der Entstehung der Diabetischen Nephropathie eine zentrale Schlüsselrolle spielt. Diese Erkrankung geht auf einen langjährigen Diabetes mellitus zurück und ist die häufigste Ursache für Nierenversagen und damit für eine Dialysepflichtigkeit. Über den mTOR-Signalweg regulieren die Podozyten ihre Größe. Fällt eine dieser spezialisierten Zellen aus, erhalten andere über Aktivierung des Signalwegs einen Wachstumsimpuls, können sich ausdehnen und die Lücke schließen. Im Zuckermilieu eines Diabetes-Patienten wird dieser Prozess jedoch überschießend aktiviert, was ein ungehemmtes Größenwachstum und einen Verlust der Podozyten zur Folge hat. „Wenn sie eine gewisse Größe überschritten haben, dedifferenzieren die Zellen und fallen schließlich ab“, erklärt Huber den Mechanismus, „und diese werden nicht durch andere Podozyten ersetzt, sondern durch bindegewebige Strukturen, und damit vernarbt der Filter zunehmend.“

„Wir wollen Dinge lösen“

Arbeiten optimal zusammen: Hubers Team © Prof. Dr. Tobias Huber, Universitätsklinik Freiburg

Strukturen, die in vivo verborgen sind, zugänglich machen, Systeme etablieren, die das Verständnis eines komplizierten Organs vorantreiben, und nicht zuletzt Ansatzpunkte für Therapien finden - darin besteht die tägliche Aufgabe von Hubers Team. Im Fall der Diabetischen Nephropathie konnten die Forscher bereits Erfolge verzeichnen. „In der Maus konnten wir den mTOR-Signalweg durch Rapamycin-Gabe schon unterbrechen und damit die Erkrankung unterbinden“, sagt Huber. Allerdings hat Rapamycin viele Nebenwirkungen, weil es den Signalweg ziemlich am Anfang unterbricht. Deshalb ist das Team intensiv auf der Suche nach einem weiter untergeordneten Ziel.

Tobias Huber plädiert für eine offene Forschungsgemeinschaft und hat keine Angst vor Konkurrenz. Daten zurückzuhalten, bevor sie veröffentlicht sind, ist seiner Meinung nach mit einer übertriebenen Wichtignahme der eigenen Person verbunden. „Am Ende geht es doch um die Forschung, das Ergebnis, das dem Patienten zugutekommt“, meint er.

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