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Große Erfolge bei der Aufklärung von Osteoporose und Brustkrebs

Wissenschaftler am IMBA, allen voran Gründungsdirektor Josef Penninger, können eine großartige Erfolgsgeschichte erzählen. Sie heißt „Die Geheimnisse des RANK/RANKL Systems“ und handelt von der Entstehung und Behandlung von Osteoporose. Sie erzählt, wie die feine Abstimmung zwischen Knochen, Sexualhormonen, Schwangerschaft und Milch funktioniert. Und sie erzählt, was das alles mit dem Ausbrechen von Brustkrebs, Behandlungsmöglichkeiten und einer möglichen Prävention dieser Krankheit zu tun hat.

Brustkrebs ist eine der häufigsten Krebserkrankungen und ein sehr emotional besetztes Thema. Tatsächlich muss fast jede 8. Frau in der westlichen Welt damit rechnen, in ihrem Leben mit der Diagnose Brustkrebs konfrontiert zu werden. Dennoch ist diese Krankheit heute längst nicht mehr so fatal wie noch vor wenigen Jahren. Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung und klinische Studien zeigen gute Perspektiven auf.

Zur einer derzeit sehr erfolgversprechenden Therapiemöglichkeit führte der Weg über die Knochen. Josef Penninger, Gründungsdirektor des IMBA, war an vorderster Front dabei, als die weitreichenden Auswirkungen des RANK/RANKL Systems auf den Knochenstoffwechsel aufgeklärt wurden: Das Protein RANKL gibt das Signal, damit eine Knochenfresszelle entstehen kann. Gibt es derer zu viele, kommt die feinabgestimmte Balance von Knochenaufbau und Knochenabbau im Körper aus dem Gleichgewicht, es entsteht Osteoporose. Auf Basis dieser Entdeckungen entwickelte eine amerikanische Biotechnologiefirma ein Medikament, das heute gegen Osteoporose und Knochenmetastasen eingesetzt wird, sowie mittlerweile auch für die Behandlung bestimmter Arten von Brustkrebs.

Den Zusammenhang zwischen Knochenstoffwechsel und Brustkrebs aufzuklären gelang Penninger und seinen Mitarbeitern im Jahr 2010. Die Forscher beobachteten, dass die Nachkommen RANKL-mutierter Mäuse bald nach der Geburt starben. Die Vermutung stand im Raum, dass es einen Zusammenhang zwischen Knochen und Mutterschaft geben musste. Nach aufwendigen Untersuchungen und Studien konnten die Wissenschaftler schließlich ihre Theorie beweisen: Sexualhormone aktivieren bei schwangeren Säugetieren das Protein RANKL in der Brust. Damit wird erstens über die Knochenfresszellen Kalzium aus den Knochen der Mutter geholt, das in die Milch gelangt und so die Knochen der Babys mit Kalzium versorgt, damit diese wachsen können. Und zweitens werden die Brustzellen zum Wachstum angeregt, damit Milch überhaupt gebildet werden kann. Das war auch der Grund, warum die Jungen der RANKL-mutierten Mäuse nicht überleben konnten, sie bekamen keine Milch von ihrer Mutter. Ein komplexer, aber genialer Mechanismus war entschlüsselt.

Wie überall, gibt es eine Kehrseite der Medaille: Überschiesst der RANKL Mechanismus, fangen die Brustzellen wie verrückt zu wuchern an. Es entsteht Brustkrebs. Dies gilt auch für erblich bedingten Brustkrebs gilt, beispielsweise bei einer Mutation des Gens BRCA1, wie sie auch die Schauspielerin Angelina Jolie trägt. Frauen mit einer derartigen Mutation haben ein dramatisch hohes Lebenszeitrisiko für Brustkrebs von bis zu 80%. Die gute Nachricht ist, dass RANKL-Blockade bereits bei BRCA1-mutierten Mäusen getestet wurde und bei diesen Tieren – in vielen Fällen – einen Ausbruch von Brustkrebs verhindern konnte. Zudem entdeckten die Forscher, das RANKL auch menschliche Brustzellen zum Wachsen bringt.

Der Erfolg bei den Mäusen war derart überzeugend, dass bereits verschiedene klinische Studien durchgeführt werden. So können die Anwendungsgebiete des bereits zugelassen und am Markt befindlichen Medikaments laufend erweitert werden.

Forschungsgruppenleiter

Josef Penninger

Krankheiten und die Funktion der Gene

Das Team von Josef Penninger widmet sich der gezielten Erforschung von Krankheiten, die durch Mutationen in Genen entstehen. Im Laufe der letzten Jahre gelangen den WissenschaftlerInnen einige bahnbrechende Entdeckungen: So konnten wesentliche Grundlagen für die Entstehung von Osteoporose, Brustkrebs und dessen Metastasierung aufgeklärt werden. 2018 erregte das Team wieder internationales Aufsehen, als es gelang, die weltweit ersten Blutgefäße aus menschlichen Stammzellen herzustellen. Mit diesem Modell können Diabetes und andere Gefäßerkrankungen noch gezielter erforscht und Medikamente getestet werden.

Josef Penninger studierte Medizin in Innsbruck, bevor er ans Amgen Research Institute, Toronto, Kanada ging. 2002 wurde er zum wissenschaftlichen Direktor des IMBA bestellt. Seit 2018 leitet Penninger das Life Science Institute der University of British Columbia, Vancouver, Kanada. Gleichzeitig führt er eine Forschungsgruppe am IMBA. Josef Penninger wurde mit vielen Preisen geehrt, drunter der Descartes-Preis der EU, der Wittgenstein-Preis der österreichischen Bundesregierung, der Ernst-Jung-Preis für medizinische Exzellenz, u.v.m.

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