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Karin Scharffetter-Kochanek: Forschung, die unter die Haut geht

Seit Kurzem ist die Ulmer Dermatologin Prof. Karin Scharffetter-Kochanek zum Mitglied der renommierten Naturforscherakademie Leopoldina ernannt worden. Über die hohe Auszeichnung hat sich die Medizinerin sehr gefreut. Dass damit nichts für die Forschung gewonnen sei, fügt sie gleich hinzu, wie um zu signalisieren: Die wirklich wichtigen Dinge passieren im Labor, am Patientenbett und am OP-Tisch.

Der souveräne, einordnende Blick kennzeichnet auch die Forschungsarbeit der 50-jährigen, der die Haut längst als Modellsystem für einen organübergreifenden, systemischen Ansatz dient, der die „Mechanismen dahinter“ und das komplexe Wechselspiel mit anderen Organen ins Blickfeld rückt.

Fragen aus der Klinik für die Forschung

Prof. Karin Scharffetter-Kochanek © UK Ulm
Zwei Nachmittage in der Woche verbringt die Dermatologin im Labor, mehr lässt Scharffetter-Kochaneks Position kaum zu. Denn die gebürtige Hildesheimerin ist seit 2002 Ärztliche Direktorin der Ulmer Uniklinik für Dermatologie und Allergologie und hat damit, wie sie selbst sagt, in Deutschland sehr gute Möglichkeiten das zu tun, was ihr wichtig erscheint, eine Brücke zwischen Patienten und Forschung zu schlagen, Fragen aus der Klinik zu generieren.

Erst kürzlich gelang es ihr mit Kollegen der Universität und des Universitätsklinikums eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft genehmigte und anteilig finanzierte neue interdisziplinäre, klinische Forschergruppe einzurichten, die sich mit der molekularen und zellulären Alterung beschäftigt. Deren Ziel ist es, die molekularen Prozesse der zellulären Alterung und deren Bedeutung in der komplexen In-vivo-Situation verschiedener Organe näher zu beschreiben. In einem weiteren Schritt sollen daraus langfristig vorsorgende und therapeutische Ansätze entwickelt werden, um ein „gesundes Altern“ zu ermöglichen.

Auf Umwegen zur Dermatologie

Scharffetter-Kochaneks akademischer Werdegang folgte keinem sturen Masterplan, sondern setzte Erfahrungen flexibel und zielstrebig um. Über den segensreichen „Umweg“ Pathologie landete die junge Medizinerin am MPI für Biochemie in Martinsried und an der Münchner Universitätsklinik für Dermatologie (LMU) bei Professor Krieg, bei dem sie 1996 wieder als Oberärztin eine forschungsfreundliche Professur an der Klinik für Dermatologie der Kölner Universität bekleidete. Dort baute sie zusätzlich zu ihren klinischen Verpflichtungen ihr Labor weiter aus, beschäftigte sich von naturwissenschaftlichen Kollegen und Medizinern unterstützt mit der Alterung der Haut und der Auswirkung von UV-Strahlung, bis sie den Ruf aus Ulm erhielt.

Forschen mit transgenen Mäusen

1993 war es ihr Mentor Thomas Krieg, der der inzwischen habilitierten Fachärztin riet, noch einmal ins Ausland zu gehen – ein Schritt, der sich für die Hautforscherin als äußerst gewinnbringend herausstellte. Mit einem Heisenberg-Stipendium in der Tasche schlug sie einen Ruf nach Göttingen aus und verbrachte zwei Jahre am Institut für Genetik des Baylor College of Medicine in Houston. Dort hat die deutsche Forscherin methodischen und konzeptionellen Zugang zu den damals relativ neuen konditionalen transgenen Mäusen; an diesem komplexen Modellorganismus lernte sie, wie man Antworten auf klinische Fragen der gestörten Wundheilung und der dieser zugrunde liegenden Zell-Zell-Wechselwirkungen erhält.

Was stört die Wundheilung?

Sauerstoffradikalbildung alter Fibroblasten im Fluoreszenznachweis. © UK Ulm
Zur Dermatologie gelangte Scharffetter-Kochanek über die Akne, die sie anfangs erforschen und damit den Akne-Geplagten helfen wollte. Rasch verlagerte sich ihr Forschungsinteresse auf Bindegewebserkrankungen, auf den grundlegenden wie komplexen Prozess der Wundheilung; sie will wissen, wie Wunden bei verschiedenen Krankheitsbildern entstehen, und welche Bedeutung bei der Regeneration dem Bindegewebe der Haut zukommt. Mit der Zeit dringt Scharffetter-Kochaneks Blick immer tiefer, die Perspektive weitet sich: zunehmend geraten die „Mechanismen dahinter“ ins Visier der Dermatologin, die herausfinden will, welche Rolle hierbei freie Sauerstoffradikale spielen, wie es zu DNA-Schäden kommt, welche Signalwege durch diese Schäden aktiviert werden, wie es schließlich zu Morbidität und Mortalität kommt.

Der Forschungsaufenthalt in Texas befeuerte ihre Begeisterung für die Genetik und legte die Grundlagen für eine Ernte, die sie bald einzubringen hofft. Dort und später in Deutschland entwickelt Scharffetter-Kochanek polygene Mausmodelle für Autoimmunerkrankungen wie der Schuppenflechte (Psoriasis), von der mittlerweile bekannt ist, dass es sich um eine polygene, also durch mehrere Genveränderungen bedingte Erkrankung handelt.

Gene für Schuppenflechte entdeckt

Psioriasis ist mehr als eine Hauterkrankung, sie steigert das kardiovaskuläre Risiko. Hier: eingeengtes Gefäßlumen durch arteriosklerotische Veränderungen. © UK Ulm
Drei daran beteiligte Psoriasis-Gene hat Scharffetter-Kochanek im vergangenen Jahrzehnt konsequent mit jungen talentierten Wissenschaftlern verfolgt. So gelang es ihrer Arbeitsgruppe, diese drei Gene auf einem Chromosomenfragment zu lokalisieren. Scharffetter-Kochanek möchte diese in den kommenden Jahren zusammen mit Immungenetikern der Universität Lund identifizieren und damit den Wettbewerb mit der zweiten Arbeitsgruppe in den USA gewinnen. Mit diesem Mausmodell für Schuppenflechte hofft sie die Erforschung der Schuppenflechte oder anderer Autoimmunerkrankungen des Menschen und der daran beteiligten Gene entscheidend voran zu treiben.

Dass sich innovative Forschung oft dem unorthodoxen Ansatz, einer andersartigen Sichtweise verdankt, hat Karin Scharffetter-Kochanek in Houston erfahren. Aus einem „verunglückten Experiment“ gewann sie durch ihren von genetischen Spezialistenkenntnissen unverstellten Blick wegweisende Erkenntnisse, wie sie schmunzelnd erzählt. Die Genetiker waren damals enttäuscht, weil es ihnen nicht zur Gänze gelungen war, das CD18-Molekül (die gemeinsame Kette des beta-2-Integrins) völlig auszuschalten, denn die Knock-out-Mäuse wiesen noch eine Restexpression von bis zu zehn Prozent auf.

Glück des scheinbaren Misserfolgs

Anders als ihre Kollegen war Scharffetter-Kochanek über das vorgeblich fehlgeschlagene Experiment nicht betrübt, denn die verunglückte transgene Maus trug Anzeichen von Schuppenflechte, die „geglückten Knock-out-Mäusen“ fehlte, wie sich später herausstellte. Die Forscherin erkannte darin die Möglichkeit, am Mausmodell zu den genetischen Ursachen der Krankheit vorzustoßen, ohne riesige genetische Assoziations-Studien bemühen zu müssen.

Auch Makrophagen bei Schuppenflechte beteiligt

Zusammen mit begeisterten jungen Forschern ihrer Arbeitgruppe gelang ihr der Nachweis, dass die beta-2-Integrine tatsächlich für die Auswanderung der Entzündungszellen aus dem Gefäß zum Antigen notwendig waren und dass neben den T-Zellen und Antigen präsentierenden Zellen gerade Makrophagen an der Erkrankung beteiligt sind. Mittlerweile hat ihre Arbeitsgruppe die Interaktion zwischen den verschiedenen Immunzellen in den Blick genommen. Dass die Schuppenflechte weit mehr als eine Erkrankung des menschlichen Grenzorgans Haut ist und beispielsweise das kardiovaskuläre Risiko beträchtlich erhöht, fasziniert die Forscherin Scharffetter-Kochanek und unterstreicht die Notwendigkeit des interdisziplinären Ansatzes.

Was die Entzündung chronisch macht

Die thematische Klammer ihrer Forschung ist die unregulierte Entzündungsreaktion. Zusammen mit Partnern der Industrie gelang es ihrer Arbeitsgruppe, molekulare Wirkmechanismen von Wundheilungsstörungen (chronisch venöses Ulcus cruris, umgangssprachlich als offene Beine bekannt) zu erklären und damit neue therapeutische Ansätze zu entwickeln. Diese Wunden heilen nicht, weil fehlinstruierte Makrophagen Entzündungszytokine wie TNF alpha und Sauerstoffradikale (ROS) bilden; in diesem aggressiven Mikromilieu wird die Entzündung chronisch.

Mesenchymale Stammzellen in der Wundheilung

Darüber hinaus gewann Scharffetter-Kochanek Erkenntnisse zu den molekularen Prozessen der Hautalterung, die sie jetzt durch ein soeben gefördertes Projekt vertiefen kann, in dem sie die Rolle der mesenchymalen Stammzellen in der Wundheilung näher untersucht. Sie hofft ihre Hypothese zu erhärten, dass Stammzellen in der Haut bei chronischen Ulcera auch geschädigt werden und ihr regeneratives Potenzial beeinträchtigt wird. Damit hätte sie den Bogen von der Forschung zur Klinik geschlagen. Denn dann wäre erklärt, warum isolierte Stammzellen, – so ihre Überzeugung - wenn sie in offene Wunden gespritzt werden, wirkungslos bleiben, solange das aggressive Wundmilieu nicht verbessert wird.

Durch den klinischen Alltag geprägt, und um neue Ansätze durch ein besseres Verständnis der Biologie von Tumoren zu entwickeln - vor allem für das bislang unheilbare bösartige Melanom - fördert Scharffetter-Kochanek gerade junge Kollegen, die sich dafür interessieren inwieweit ein Eingriff in Signalkaskaden den schwarzen Hautkrebs beeinflussen kann.

Geistiger Freiraum für Klinikärzte

Dass Mediziner nicht von der Klinikroutine „aufgefressen“ werden sollen, ist ihr ein Herzensanliegen. Sonst bestehe die Gefahr, dass junge Forscher, wenn sie ihres geistigen Freiraums im „Hamsterrad“ Klinikbetrieb beraubt werden, wichtige Fragen nicht mehr stellen, so wie es Scharffetter-Kochanek am Beispiel der „verunglückten Knock-out-Maus“ tat.
Vielleicht kommt da die Leopoldina-Mitgliedschaft gerade zur rechten Zeit, um das zu propagieren, was die Ulmer Dermatologin als „politisches Ziel“ bezeichnet. Denn die Akademie soll gehört werden, wurde jüngst von der Forschungsministerin als nationale Einrichtung aufgewertet und soll die Politik beraten.

wp - 14.10.08
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