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Die Querdenkerin

Polly Matzinger kämpft gegen ein Dogma der Medizin. Das alte Freund-Feind-Bild ist überholt: Die Immunabwehr des Körpers kämpft nicht automatisch gegen alles Fremde, sondern nur gegen solche Zellen, die Schaden anrichten. Wenn die amerikanische Immunologin nicht irrt, hat sie Organverpflanzungen und die Behandlung von Krebs auf eine neue Basis gestellt.

Die zierliche Person mit dem Bubikopf verschwindet fast hinter dem Pult. Ihre Stimme ist weich, doch bestimmt. Was Polly Matzinger locker und mit ironischen Seitenhieben gegen die alte Garde ihres Fachs vorträgt, hält den vollbesetzten Saal in Atem.

Mit Filzstift und Lichtprojektor skizziert die Immunologin bei der Konferenz der Amerikanischen Vereinigung zur Förderung der Wissenschaften (AAAS) 50 Jahre Immunologie und belegt dabei, warum das „Selbst-Fremd“-Modell für das körpereigene Abwehrsystem nicht mehr paßt.

Damit bringt sie das zentrale Dogma der Immunologie ins Wanken. Und sie schafft mit ihrem „Gefahrenmodell“ zugleich neue Ansätze für Organverpflanzungen, Krebsbehandlung und Autoimmunkrankheiten. Dabei hatte die heute 50jährige amerikanische Forscherin nie vorgehabt, die herrschende Wissenschaft anzuzweifeln. Aber sie hatte auch nie geplant, Wissenschaftlerin zu werden. Als sie in jungen Jahren einmal als Serviererin jobbte, lernte sie Forscher von der nahen University of California in Davis kennen. Eines Abends griff sie in deren Diskussion ein und zeigte Ungereimtheiten auf. Die Herrenrunde war nicht sonderlich erbaut – außer dem Biologen Robert Schwab. Der drängte Polly Matzinger zum Berufswechsel. „Wenn es mehr solche scharfsinnigen Serviererinnen gäbe“, hatte er damals seinen Kollegen erklärt, „wären wir arbeitslos.“

Nach dem Studium in San Diego und Forschungsaufenthalten im britischen Cambridge und am Baseler Institut für Immunologie leitet Polly Matzinger nun seit sieben Jahren ein Immunologielabor bei der Nationalen Gesundheitsbehörde (NIH). Wie andere Wissenschaftler auch, versuchte sie jahrelang zu ergründen, wie der Körper „Selbst“ und „Nicht-Selbst“ erkennt. Nach der herrschenden Lehrmeinung muß das Immunsystem des Neugeborenen lernen, Eigenes von Fremdem zu unterscheiden. Erst durch eine solche Schulung könnten die Immunzellen Krankheitserreger – Viren und Bakterien – erkennen und abwehren. Das frühe Training soll den Körper immun gegen viele Infektionen machen – ihn aber auch fremdes Gewebe abstoßen lassen.

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Polly Matzinger hatte sich schon als Studentin gefragt, warum der weibliche Organismus einen Fötus nicht attakkiert, obwohl der doch viele fremde Körpermerkmale aus dem Erbgut des Vaters hat, und warum der Körper die nützlichen, doch fremden Darmbakterien nicht abstößt. Die Professoren hatten sie belächelt: Sie solle ihren Kopf nicht mit unnützen Fragen belasten.

Als die Immunologin an die NIH berufen wurde, weckte ein junger Krebsforscher aus dem Nachbarlabor erneut ihre Zweifel. Ephraim Fuchs war überzeugt, daß der Körper nicht zwischen Selbst und Fremd unterscheiden kann.

„Er drängte mich, über ein neues Modell nachzudenken.“ Bald stellte Polly Matzinger ihre provozierende These auf: Der Körper reagiert nicht auf „fremd“, sondern auf „Gefahr“. Und: Das Immunsystem stuft als gefährlich ein, was Schaden anrichtet. Warum diese Unterscheidung keine Haarspalterei ist, erklärt Matzinger ihrem Publikum an einigen Beispielen: Die werdende Mutter stößt den heranwachsenden Fötus nicht ab, weil er nicht Gefahr signalisiert. „Ein Fötus kann gefährlich sein“, erklärt Matzinger, „wenn er zum Beispiel infiziert ist oder einen falschen Rhesusfaktor hat und Schaden anrichtet – dann kommt es zum spontanen Abort.“ Ein neugeborenes Kind ist auch immunologisch kein unbeschriebenes Blatt, das die Reaktionen „Toleranz“ oder „Abwehr“ erst erlernt. Die angenommene Toleranz des Neugeborenen basierte auf den Experimenten des Nobelpreisträgers Peter Medawar, der fremdes Gewebe in neugeborene, nicht aber in erwachsene Mäuse verpflanzen konnte. Neue Studien zeigten allerdings, daß Neugeborene – je nach Versuchsbedingung – fremdes Gewebe doch abstoßen und auch Viren abwehren können. Diese Resultate paßten nicht ins Konzept und wurden deshalb ignoriert.

Das körpereigene Abwehrsystem hat laut Polly Matzinger drei Aufgaben: Ungefährliches tolerieren, Gefahren erkennen und sie mit geeigneten Mitteln bekämpfen. Die Immunzellen im Körper teilen sich diese Aufgaben und bereiten bei Gefahr die notwendige Antwort vor.

Dazu kommunizieren sie über ein interaktives Informationsnetz: Signale müssen wie Schloß und Schlüssel passen. Oft müssen zwei oder mehr Schlüssel nacheinander ins Schloß gesteckt werden – dann erst werden Viren abgetötet, Bakterien verklumpt und zerstörte Zellen beseitigt. Zusätzliche Botenstoffe, etwa Cytokinine, verstärken oder drosseln diese Immunantwort. Nach dem alten Modell würde das Immunsystem durch das Schlüssel-Signal „fremd“ aktiviert (Signal 1 – siehe Grafik Seite 27). In den Lymphzellen würde daraufhin das Signal 2 ausgelöst, das den Angriff auf die fremden Zellen in Gang setzt.

Dieses Modell erklärt allerdings nicht, warum fremde, aber harmlose oder nützliche Eindringlinge nicht attackiert werden. Nach Matzingers Ansicht fehlt in dieser Kette dann das „Gefahr-Signal“, das bisher einfach „Signal 0“ genannt wird. Dieses Signal wird von den Zellen nur ausgesandt, wenn sie auf unnatürliche Weise sterben, etwa bei Schnitt- oder Brandverletzungen, oder aber, wenn als Folge von Virus- oder Bakterien-Infektionen Zellwände zerstört werden. Dieser neue Blickwinkel hat weitreichende Konsequenzen: Viele immunologische Krebstherapien sind besser als die Experimente glauben machen. „Aber weil die Mediziner noch im alten Impfstoff-Modell verhaftet sind, werden diese Therapien nicht voll genutzt.“ Bisher wird geimpft und nachgeimpft – mehr nicht. Das schützt vor einer Virusinfektion – etwa bei Kinderlähmung – aber nicht so, wie man sich den Mechanismus bisher erklärt hat: Demnach würde das Immunsystem durch eine gewollte Infektion mit getöteten oder geschwächten Polio-Viren aktiviert, weil der Körper sie als fremd erkennt. Bei einer späteren Attacke mit den „echten“ Polio-Viren würde dann schnell eine wirksame Immunantwort ausgelöst.

Matzinger führt dagegen die Immunreaktion darauf zurück, daß sowohl bei der Impfung als auch bei der späteren Infektion mit den Viren immer Gewebe geschädigt wird. Dann funken die Zellen das „Signal 0“. Der Organismus kennt die Viren schon durch die Impfung, reagiert jetzt aber auf die Schädigung des Gewebes bei der echten Infektion – nicht auf die Eindringlinge als „Fremde“.

Krebszellen dagegen sind gesunde, unkontrolliert wachsende Zellen, die bis zum Endstadium der Krankheit das umliegende Körpergewebe nicht schädigen – und deshalb keinen Anlaß zu einer Abwehrreaktion geben. Bei den experimentellen Krebsimpfungen entsteht jedoch ebenfalls ein kleiner Gewebeschaden, auf den das Immunsystem reagiert, die Krebszellen jetzt als Schädiger identifiziert und angreift. Weil weitere Gewebeschäden ausbleiben, klingt die Immunantwort nach einigen Wochen ab – die Krebszellen wuchern erneut. Matzinger empfiehlt deswegen: „Wenn es gewirkt hat, dann impft immer wieder, um die Krebszellen immer wieder ins Visier des Immunsystems zu stellen.“

Auch Organverpflanzungen erscheinen in neuem Licht: Bislang muß anschließend ein Leben lang nachbehandelt werden, weil die konventionelle Therapie das falsche Signal im Körper blockiert. Mit immunhemmenden Medikamenten wie Cyclosporin haben sich die Überlebenschancen von Organempfängern zwar drastisch verbessert: Sie liegen in den ersten fünf Jahren bei 90 Prozent. Nach zehn Jahren sinken sie allerdings auf weniger als 50 Prozent.

Matzinger: „Das liegt daran, daß wir dem Körper keine Chance geben, Toleranz gegenüber dem fremden Gewebe zu entwickeln.“ Cyclosporin blockiert das Signal 1, die Identifizierung als „fremd“. Das aber sei notwendig, damit der Körper Gelegenheit habe, die fremden Zellen als fremd zu erkennen und sie als unschädlich zu tolerieren. „Es wäre besser, das zweite Signal, das den Angriff auslöst, zu blockieren“, meint sie.

Nach ihrem Vortrag stellt sich die Forscherin den Fragen aus dem Publikum: Wie zum Beispiel erkläre sie Autoimmunkrankheiten? Zunächst einmal dürfe man nicht alle Autoimmunkrankheiten in einen Topf werfen, meint Polly Matzinger. Denn meist handele es sich um Abwehr unerkannter Infektionen. Werde zum Beispiel Multiple Sklerose mit antiviralen Medikamenten behandelt, komme auch die selbstzerstörerische Immunreaktion zum Stillstand. Nur bei wenigen Patienten, etwa mit jugendlichem Diabetes, dürfte ein genetischer Defekt des Immunsystems verantwortlich sein, schätzt die Wissenschaftlerin. Und wie erklärt sie Allergien? Noch gar nicht. Immerhin sei ihr „Gefahren-Modell“ erst drei Jahre alt. Es müsse noch viel geforscht werden.

Nach ihrem Vortrag wird Polly Matzinger zunächst von Wissenschaftlerinnen umzingelt. Erleichterte Zustimmung kommt von Studentinnen, die ihre eigenen Zweifel am alten Modell angesprochen fühlen. Kolleginnen holen sich Anregungen für eigene Experimente. Als die männlichen Kollegen zu Wort kommen, verteidigen sie das alte Freund-Feind-Bild weiter. Polly kontert: „Das Selbst-Fremd-Modell ist nicht mehr interessant – nicht für mich“, fügt sie korrigierend hinzu.

Man mag sie oder winkt gereizt ab – Person und These vermengen sich zu einer emotionalen Mischung. „Leute unter 30 Jahren mögen das neue Modell. Die über 50 sind dagegen. Bei denen dazwischen kommt es darauf an, wie nah sie der Materie stehen.“

Der Immunologe Dr. Randy Morris etwa, der an der Stanford University neue immunhemmende Medikamente für Organverpflanzungen testet, begrüßt den neuen Denkansatz vorsichtig: „Wir würden gern Toleranz induzieren, aber bisher hat das noch niemand klinisch umsetzen können.“

Die Pharmafirma Bristol Meyers Squibbs erprobt, dem Matzinger-Modell entsprechend, einen Blokker des zweiten Signals: Wird Mäusen dieser „CTLA-4“-Blocker injiziert, tolerieren sie ein verpflanztes Organ. Bei Affen aber, deren Immunsystem dem menschlichen näher steht, schlugen die Versuche fehl. Dr. Frank Hsu, der an der Yale University Blutkrebs-Patienten mit aktivierten Immunzellen „impft“, hält das Gefahren-Modell für simplifiziert: „Der Körper mobilisiert sehr wohl Abwehrkräfte gegen Krebszellen, die Reaktion ist nur zu schwach. Aber dafür gibt es viele Erklärungen.“ Möglicherweise zirkulieren nicht genügend Immunzellen oder sie werden von den Krebszellen gehemmt.

Polly Matzinger wundert nicht die vorsichtige bis ablehnende Haltung der Kollegen. Mit ihrer kleinen Gruppe kann sie nicht alle offenen Fragen beantworten, zumal ihr Labor-Budget gerade um 15 Prozent gekürzt wurde. Die Querdenkerin setzt auf die aufgeweckten Immunologie-Studenten in Labors weltweit. Vielleicht ist wieder einmal eine scharfsinnige junge Frau dabei, die sich von den etablierten Köpfen das Denken nicht verbieten läßt.

Signale für Angriff oder Toleranz – Das Matzinger-Modell Die T-Zellen erkennen mit Hilfe der Antigen-repräsentierenden Zellen (apZ) fremde Proteine, die Antigene. Die fremden Zellen können Bakterien und Viren sein, aber auch eine verpflanzte Niere. Beim Kontakt einer T-Zelle mit fremden Antigenen (1) wird „Signal 1“ ausgelöst. Das besagt: fremd, aber nicht gefährlich. Wenn eine Körperzelle zerstört wird (2), sendet sie „Signal 0“. Das erst aktiviert die apZ (3), die mit „Signal 2“ dafür sorgen, daß die fremden Antigene als gefährlich eingestuft (4) und zerstört werden (5). Nach Transplantationen wird heute das „Signal 1“ mit Medikamenten blockiert. Falsch, sagt Polly Matzinger. So könne der Körper nicht lernen, das neue Organ zu tolerieren. (siehe Modell 1 unten)

Bruni Kobbe

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