Im Gegensatz zu bloßem genetischem Abfall hat MicroRNA ein erhebliches Potenzial im medizinischen Bereich.
Seit Jahrhunderten Regulieren MikroRNAs die menschliche Gesundheit. Sie können Leiden verursachen, doch auch Linderung oder gar Überwindung bringen. Verschiedene Methoden hätten ohne die Entdeckungen der diesjährigen Nobelpreisträger womöglich unmöglich erschienen.
Erkrankungen wie Krebs, Autoimmunerkrankungen und Herzprobleme hängen oft von der Wichtigkeit der Genregulation ab. In den 1960er Jahren erkannte man, dass Messenger-RNA (mRNA) als Blueprint für die Proteinproduktion einer Zelle dient. Nicht-codierende RNAs, die keine solchen Daten enthalten, wurden lange als genetischer Abfall betrachtet. Die diesjährigen Nobelpreisträger, Victor Ambros und Gary Ruvkun, änderten diese Wahrnehmung und konzentrierten sich auf MikroRNAs (miRNAs).
Die von diesen Forschern entdeckten miRNAs haben die Entwicklung von Organismen – und damit die menschliche Gesundheit – seit Hunderten von Millionen von Jahren geprägt. Diese Moleküle entstehen in Körperzellen und sorgen dafür, dass bestimmte Proteine zum richtigen Zeitpunkt, im richtigen Gewebe und in der richtigen Menge produziert werden.
Leider tragen diese Moleküle auch zu Krankheitsprozessen bei, wie etwa Tumoren, Herzversagen, erblicher Hörverlust oder Sehbehinderungen. Genetische Mutationen, die eines der für miRNAs benötigten Proteine beeinflussen, können zu DICER1-Syndrom führen, einer seltenen Erkrankung, die Tumoren in verschiedenen Organen verursacht. Auf der positiven Seite können miRNAs jedoch bei der Bekämpfung von Krankheiten helfen – entweder durch ihre Hemmung oder durch den Einsatz künstlich hergestellter Moleküle.
Können MikroRNAs das Herzversagen stoppen?
Ungefähr dreißig Jahre nach ihrer Entdeckung im Fadenwurm gibt es noch keine zugelassenen medizinischen Behandlungen; jedoch stehen Anwendungen für diese miRNAs kurz vor der medizinischen Einführung: Humanstudien untersuchen jetzt, ob miRNAs für die Krankheitsdiagnose oder -behandlung verwendet werden können.
Zum Beispiel nimmt das Herzversagen jährlich mehr als 40.000 Menschen in Deutschland das Leben. Ein in Hannover entwickeltes Medikament, CDR132L, soll Herzversagen bekämpfen, indem es das MikroRNA-132 targett, das zur Narbenbildung des Herzmuskels beiträgt; dies könnte potenziell das Fortschreiten des Herzversagens verlangsamen oder sogar stoppen.
"Unser Team war das erste, das 2008 in 'Nature' zeigte, dass MikroRNA therapeutisch gegen Herzversagen bei Mäusen eingesetzt werden kann", sagte Thomas Thum von der Medizinischen Hochschule Hannover. Seitdem erwartet Thum, Gründer des Start-ups Cardior, eine neue Welle von miRNA-basierten Medikamenten, die verschiedene Krankheiten bekämpfen könnten. Diese Methode wird auch für Nieren- und Lungenfibrose untersucht.
Frühe Alzheimer-Diagnose in einem Tropfen Blut
Im Fall von Krebs: "MikroRNA ist von großer Bedeutung bei Tumoren", erklärte Sven Diederichs vom Deutschen Translationalen Krebsforschungsverbund und der Universität Freiburg. MikroRNA kann tumorunterdrückende Gene unterdrücken, ihr Fehlen kann Krebsgene stimulieren.
Da Moleküle für bestimmte Gewebetypen unterschiedlich sind, können sie auch zur Diagnose verwendet werden, wie Diederichs feststellte. Bei Bauchspeicheldrüsen- und Lungenkrebs könnte diese Methode nicht nur dazu beitragen, Tumoren frühzeitig zu erkennen, sondern auch potenzielle therapeutische Veränderungen zu verfolgen. Therapeutische Methoden, die MikroRNAs verwenden, werden derzeit nicht nur bei Bauchspeicheldrüsenkrebs, sondern auch bei Lungen- und Hirnkrebs untersucht.
Zum Beispiel bei Alzheimer: MikroRNAs könnten die frühere Diagnose der häufigsten Form der Demenz verbessern, wie eine internationale Forschergruppe in der Zeitschrift "Alzheimer's & Dementia" veröffentlicht hat. André Fischer vom Universitätsklinikum Göttingen sagte: "Wir benötigen nicht nur Therapien zur Behandlung von Alzheimer, sondern auch neue Strategien zur Erkennung der Erkrankung, bevor Symptome wie Gedächtnisverlust auftreten." Fischer bestätigte, "dass dies durch die Messung von MikroRNAs im Blut möglich ist".
Dieses Verfahren ist noch nicht für den routinemäßigen klinischen Einsatz bereit. Die Entwickler arbeiten an einem einfachen Bluttest, der mehrere MikroRNAs aus einem Tropfen Blut erkennt. Laut Fischer könnte dieser Test innerhalb weniger Jahre auf den Markt kommen und komplexere Methoden wie die Analyse von Gehirnflüssigkeit und Brain Scans ergänzen.
Trotz allem gibt es noch keine zugelassenen Medikamente auf MikroRNA-Basis. Angesichts der Tatsache, dass der Mensch diese RNA-Varianten erst seit zwei Jahrzehnten kennt, ist der Fortschritt der Forschung beeindruckend, wie Diederichs feststellte. Die Tatsache, dass dieser Ansatz medizinisches Potenzial hat, wird auch durch eine wirtschaftliche Entwicklung angezeigt: Im Mai kaufte der dänische Pharmakonzern Novo Nordisk, bekannt für die Gewichtsreduktionsspritze Wegovy, das Start-up Cardior von Thum für etwa eine Milliarde Euro.
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin wurde 2022 an Victor Ambros und Gary Ruvkun verliehen, die bahnbrechende Arbeit auf dem Gebiet der MikroRNAs und ihrer Rolle in der Genregulation leisteten. Diese Entdeckung hat neue Möglichkeiten eröffnet, Krankheiten wie Herzversagen und Alzheimer mithilfe dieser Moleküle zu bekämpfen.
Im Fall von Alzheimer hat die Forschung gezeigt, dass die Messung bestimmter MikroRNAs in einem Tropfen Blut die frühzeitige Diagnose der Erkrankung unterstützen könnte, was potenziell zur Entwicklung eines einfachen und nicht-invasiven diagnostischen Tests in naher Zukunft führen könnte.
