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Im Mai 1975 reichten zwei bis dahin wenig bekannte Forscher namens Georges Köhler und Cesar Milstein beim Wissenschaftsmagazin «Nature» einen Bericht ein, den das Blatt wenig später veröffentlichte. Die Forscher beschrieben darin die Herstellung von so genannten monoklonalen Antikörpern. Im Schlusssatz schrieben die beiden Wissenschafter, dass ihre neuartigen Zellkulturen «nützlich für den medizinischen und industriellen Gebrauch sein könnten». Es war, wie sich später herausstellte, eine grobe Untertreibung. Heute verdanken etliche Menschen ihr Leben den monoklonalen Antikörpern. Die Technik zur Herstellung dieser Antikörper gehört zu den wichtigsten Entdeckungen der Biotechnologie der letzten 25 Jahre. Monoklonale Antikörper werden zur Behandlung vieler Krebsformen eingesetzt, aber auch bei Autoimmunerkrankungen wie Arthritis oder Psoriasis. Solche Antikörper wirken, indem sie sich ganz spezifisch an bestimmte Moleküle anlagern und diese blockieren. Ihr Vorteil ist, dass sie alle genau gleich sind und daher immer dasselbe Molekül blockieren. Köhler, der lange Jahre am Basler Institut für Immunologie geforscht hat, erhielt zusammen mit Cesar Milstein für die Entdeckung 1984 den Nobelpreis.
Antikörper sind Proteine mit der Form eines Y und ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems. Sie werden von so genannten B-Zellen hergestellt. Der Körper produziert sie als Antwort auf eindringende Bakterien, Viren oder andere Parasiten, um diese zu markieren und zu zerstören. Sie bestehen aus zwei schweren und zwei leichten Aminosäurenketten, welche miteinander verknüpft sind. Um monoklonale Antikörper zu produzieren, verschmolz Köhler gesunde weisse Blutkörperchen (B-Zellen) mit bestimmten Krebszellen. Die derart kombinierte Zelle produziert dann nicht nur Antikörper, wie die B-Zelle, sie vermehrt sich auch, wie Krebszellen, theoretisch grenzenlos. Alle Tochterzellen sind mit der Mutterzelle absolut identisch (monoklonal im Gegensatz zu polyklonal). Es entsteht eine «Fabrik» für immer denselben Antikörper. Die monoklonalen Antikörper haben alle die gleiche gewünschte Wirkung: Sie können, Detektiven gleich, unerwünschte Krebszellen, Viren oder andere Substanzen erkennen.
Im Detail funktioniert der Mechanismus zur Herstellung von monoklonalen Antikörpern folgendermassen (Grafik 6.1): Eine Maus wird immunisiert mit einem bestimmten Antigen, das heisst, das Antigen wird der Maus geimpft. Ein Antigen ist ganz allgemein eine Substanz, welche im Körper als fremd erkannt wird und eine Immunreaktion auslösen kann (z. B. die Produktion von Antikörpern). Krebszellen, aber auch Blütenpollen oder Bakterien und Viren können solche Reaktionen auslösen. Antigen und Antikörper wirken nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.
Nach der Immunisierung produziert das Immunsystem der Maus weisse Blutkörperchen (B-Zellen), welche Antikörper gegen das Antigen herstellen. Getrennt davon werden krebserregende B-Zellen produziert, welche keine Antikörper mehr herstellen können. Dann werden die B-Zellen der Maus mit den krebserregenden B-Zellen fusioniert und die erfolgreich fusionierten Zellen von den anderen getrennt. Die resultierenden Hybridzellen heissen Hybridoma: Sie wachsen theoretisch grenzenlos und produzieren den gewünschten Antikörper (Grafik 6.2).
Mit Hilfe von Hybridomas können Forschende Antikörper in der gewünschten Menge gegen fast jedes erdenkliche Molekül produzieren: Hormone, bakterielle Antigene, Rezeptoren usw. Die Vorteile monoklonaler Antikörper kommen besonders bei der Behandlung von Krebs zum Vorschein. Das Ziel jeder Krebstherapie besteht darin, möglichst alle von Krebs befallenen Zellen abzutöten, gleichzeitig aber möglichst wenige Nebenwirkungen hervorzurufen. Diese beiden Anforderungen können monoklonale Antikörper in geradezu idealer Weise erfüllen - besser als die herkömmlichen Methoden Bestrahlung, Chemotherapie oder Chirurgie. Findet sich auf den Zellen eines Tumors etwa ein besonderes Erkennungsmerkmal, kann man gegen genau dieses Merkmal monoklonale Antikörper entwickeln. Idealerweise erkennen dann die Antikörper die Krebszellen und geben das Signal zur Zerstörung. Da die Antikörper spezifisch nur das Merkmal der Krebszelle erkennen, sollten andere Zellen kaum in Mitleidenschaft gezogen werden. Antikörper können also beinahe nebenwirkungsfrei kleinste, nicht sichtbare Tumorzellansammlungen im Körper erreichen und zerstören.