Getreu seinem Leitthema "Vom Molekül zum Menschen" widmet sich das Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund grundlegenden Fragen der modernen Biomedizin: Wie schaffen es die Moleküle in unserem Körper, ihre Arbeit so perfekt zu organisieren? Wie wirken und interagieren die Proteine als wichtigste Funktionsträger in den Körperzellen? Und wie entstehen durch Fehlfunktionen in Biomolekülen Krankheiten wie Krebs? Gerade die Krebsforschung hat sich in den letzten knapp 15 Jahren zu einem der wichtigsten Schwerpunkte des Instituts entwickelt und sorgt mitten in Dortmund für Forschungsergebnisse auf internationalem Spitzenniveau.
Als eine der führenden deutschen Forschungseinrichtungen auf ihrem Gebiet untersucht das Dortmunder Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie grundlegende Fragestellungen der modernen Biomedizin. Mit ihren Erkenntnissen tragen die über 200 Wissenschaftler aus aller Welt dazu bei, Krankheiten wie Krebs besser zu verstehen. Seit 1993 beschäftigen sich die Wissenschaftler am MPI schwerpunktmäßig mit der Erforschung der Ursachen für die Entstehung und Entwicklung der schweren Krankheit. Und das mit Erfolg: In den vergangenen Jahren ist es gelungen, zahlreiche Mechanismen der Entstehung von bösartigen Tumoren aufzudecken.
Das Konzept: Intensive Grundlagenforschung "Ohne eine intensive Grundlagenforschung können so komplexe Krankheiten wie Krebs nicht verstanden werden", beschreibt Prof. Dr. Roger Goody, Biochemiker von Weltruf und Geschäftsführender Direktor des Instituts, den Kern der Forschung am MPI. "Deshalb arbeiten wir mit aller Kraft daran, die bösartige Krankheit zu verstehen und so langfristig eine fundierte Grundlage für verbesserte Therapie- und Diagnostikmethoden zu schaffen." Wissenschaftler des Instituts untersuchen zum Beispiel, welche Proteine wichtige Zellvorgänge starten und im richtigen Moment wieder stoppen - ähnlich wie ein Ein/Aus-Knopf am Radio oder Fön. Es hat sich gezeigt: Schon ein einziger kleiner Fehler im Aufbau dieser Proteine kann fatale Folgen haben. Dann versagt der Abschaltmechanismus für die Zellteilung und Zellen beginnen sich unkontrolliert und maßlos zu vermehren - der erste Schritt auf dem Weg zur Krebserkrankung. "Mehr als ein Drittel aller menschlichen Tumore geht auf Defekte in diesen molekularen Schaltern zurück", berichtet Abteilungsdirektor Prof. Dr. Alfred Wittinghofer, der 2003 für seine Arbeiten den Deutschen Krebspreis erhielt.
Suche nach neuen Wirkstoffen Die Wissenschaftler beschäftigen sich nicht nur mit der Untersuchung der bei Krebs fehlgeleiteten Signalübermittlung in den Körperzellen sondern auch damit, wie man solche krankmachenden Prozesse durch neue molekulare Wirkstoffe beeinflussen oder sogar rückgängig machen kann. Unter der Leitung von Prof. Waldmann werden in der Abteilung für Chemische Biologie neue Arzneistoffe erforscht. Waldmann und seine Mitarbeiter orientieren sich dabei an Naturstoffen, die die Evolution über Millionen von Jahren entwickelt hat und die von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen zur Verteidigung oder als Botenstoffe produziert werden. "Diese Substanzen haben sich bereits biologisch bewährt", betont der Dortmunder Wissenschaftler. Schon jetzt zeigt sich, dass diese Strategie erfolgreich ist und zu einer deutlich höheren Trefferquote führt als bisherige Verfahren der Wirkstoffsuche. Hierzu passt das Konzept von Prof. Dr. Philippe Bastiaens, dem vierten Abteilungsdirektor des Instituts. An lebenden Tumorzellen studieren er und sein Team den Einfluss von potenziellen Wirkstoffen auf krankhaft entgleiste Abläufe auf Ebene der Biomoleküle. Modernste mikroskopische Verfahren ermöglichen den Wissenschaftlern quasi eine Live-Schaltung in die Zelle. Forschungsarbeiten an klinischem Probenmaterial sollen mittelfristig auch zu neuen Entwicklungen für maßgeschneiderte Therapien führen. Ziel ist es, Fehlfunktionen von tumorrelevanten Proteinen gezielt abzuschalten.
Ein weiteres Forschungsprojekt des Instituts zielt auf die Verbesserung der Frühdiagnostik von Darmkrebs. Mit einer neuen, sensitiven Methode ist es gelungen, in Stuhlproben DNA-Veränderungen aufzuspüren. Dieses Verfahren ist wesentlich genauer als der übliche Stuhlbluttest. Aus einer Analyse der DNA können Rückschlüsse auf das Vorhandensein eines Darmtumors gezogen werden, und das bereits in einem sehr frühen Stadium. Weiterführende Studien müssen nun zeigen, ob und gegebenenfalls ab wann die Methode für den breiten medizinischen Einsatz verwendet werden kann.
Ganzheitlicher Ansatz als Erfolgsmodell Seinen wissenschaftlichen Erfolg verdankt das Max-Planck-Institut neben einer hochmodernen Hightechausstattung und einer leistungsfähigen Bioinformatik nicht zuletzt auch einem Alleinstellungsmerkmal: Der außergewöhnlichen Liaison von Biologie und Chemie am Standort Dortmund. Diese führt zu einer engen Verzahnung von Genom- und Proteomforschung mit den analytischen und synthetischen Verfahren der organischen Chemie. An vielen anderen Universitäten und Institutionen werden diese beiden Disziplinen bis heute streng getrennt. Am MPI Dortmund konnte sich aus dieser interdisziplinären Herangehensweise ein ganzheitliches, zukunftsweisendes Forschungskonzept entwickeln: Statt die verschiedenen Bausteine lebender Zellen, die Gene oder Proteine, isoliert zu betrachten, arbeiten hier Wissenschaftler verschiedener Fachdisziplinen eng zusammen, um die Wirkungsweise der Proteine in ihren komplexen Wechselwirkungen untereinander und im ganzen Organismus zu verstehen.
Dortmund - innovativer Biotech-Standort mit Zukunft Die wissenschaftliche Forschung hat in Dortmund Tradition, seit das Institut 1928 - unter dem Namen "Kaiser-Wilhelm-Institut für Arbeitsphysiologie" - von Berlin in die Westfalenmetropole zog. Damals wie heute bietet das Ruhrgebiet Forschern und Medizinern ideale Arbeitsbedingungen. Und am Max-Planck-Institut mit seinen insgesamt etwa 400 Mitarbeitern setzt man auch weiterhin auf den bewährten Standort. Für die Forscher am MPI, international renommierte Wissenschaftler, ist Dortmund besonders durch das bemerkenswerte Forschungsnetzwerk im Umfeld attraktiv. Insbesondere die räumliche Nähe und enge Verbindung zur Chemischen Fakultät der Universität - die Institutsdirektoren Waldmann und Bastiaens sind dort auch Lehrstuhlinhaber - eröffnet Forschungsperspektiven mit erheblichem Potenzial. "Dortmund hat sich in den letzten Jahren klar als wichtiges Zentrum für biomedizinische Grundlagenforschung positioniert", fasst Roger Goody die Situation vor Ort zusammen.
Auch das MPI trägt in Dortmund zu dieser Entwicklung bei - gerade im Bereich der Ausbildungsförderung. Angesichts des Fachkräftemangels in der Biotechnologie sorgt das Institut am Standort maßgeblich für den dringend benötigten Nachwuchs an technischem Fachpersonal. Gemeinsam mit drei Dortmunder Kooperationspartnern, dem Institut für Arbeitsphysiologie, der Universität Dortmund und dem Institute for Analytical Sciences (ISAS), werden zur Zeit gemeinsam neun Biologielaborantinnen ausgebildet. Geplant ist, diesen Ausbildungsverbund in Zukunft noch weiter auszubauen. Auch Udo Mager, Geschäftsführer der Wirtschaftsförderung Dortmund, ist vom Wissenschaftsstandort Dortmund überzeugt. "Nicht zuletzt das MPI sorgt für Spitzenforschung am Biotechnologiestandort Dortmund", so Mager. "Das Max-Planck-Institut erzeugt zusammen mit den vielen anderen Forschungsinstituten, Hochschulen und Bildungsunternehmen vor Ort ein innovationsfreudiges Klima unter den Wissenschaftlern - und schafft so ein großes Potenzial für Dortmunds Zukunftsbranchen."
Als eine der führenden deutschen Forschungseinrichtungen auf ihrem Gebiet untersucht das Dortmunder Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie grundlegende Fragestellungen der modernen Biomedizin. Mit ihren Erkenntnissen tragen die über 200 Wissenschaftler aus aller Welt dazu bei, Krankheiten wie Krebs besser zu verstehen. Seit 1993 beschäftigen sich die Wissenschaftler am MPI schwerpunktmäßig mit der Erforschung der Ursachen für die Entstehung und Entwicklung der schweren Krankheit. Und das mit Erfolg: In den vergangenen Jahren ist es gelungen, zahlreiche Mechanismen der Entstehung von bösartigen Tumoren aufzudecken.
Das Konzept: Intensive Grundlagenforschung "Ohne eine intensive Grundlagenforschung können so komplexe Krankheiten wie Krebs nicht verstanden werden", beschreibt Prof. Dr. Roger Goody, Biochemiker von Weltruf und Geschäftsführender Direktor des Instituts, den Kern der Forschung am MPI. "Deshalb arbeiten wir mit aller Kraft daran, die bösartige Krankheit zu verstehen und so langfristig eine fundierte Grundlage für verbesserte Therapie- und Diagnostikmethoden zu schaffen." Wissenschaftler des Instituts untersuchen zum Beispiel, welche Proteine wichtige Zellvorgänge starten und im richtigen Moment wieder stoppen - ähnlich wie ein Ein/Aus-Knopf am Radio oder Fön. Es hat sich gezeigt: Schon ein einziger kleiner Fehler im Aufbau dieser Proteine kann fatale Folgen haben. Dann versagt der Abschaltmechanismus für die Zellteilung und Zellen beginnen sich unkontrolliert und maßlos zu vermehren - der erste Schritt auf dem Weg zur Krebserkrankung. "Mehr als ein Drittel aller menschlichen Tumore geht auf Defekte in diesen molekularen Schaltern zurück", berichtet Abteilungsdirektor Prof. Dr. Alfred Wittinghofer, der 2003 für seine Arbeiten den Deutschen Krebspreis erhielt.
Suche nach neuen Wirkstoffen Die Wissenschaftler beschäftigen sich nicht nur mit der Untersuchung der bei Krebs fehlgeleiteten Signalübermittlung in den Körperzellen sondern auch damit, wie man solche krankmachenden Prozesse durch neue molekulare Wirkstoffe beeinflussen oder sogar rückgängig machen kann. Unter der Leitung von Prof. Waldmann werden in der Abteilung für Chemische Biologie neue Arzneistoffe erforscht. Waldmann und seine Mitarbeiter orientieren sich dabei an Naturstoffen, die die Evolution über Millionen von Jahren entwickelt hat und die von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen zur Verteidigung oder als Botenstoffe produziert werden. "Diese Substanzen haben sich bereits biologisch bewährt", betont der Dortmunder Wissenschaftler. Schon jetzt zeigt sich, dass diese Strategie erfolgreich ist und zu einer deutlich höheren Trefferquote führt als bisherige Verfahren der Wirkstoffsuche. Hierzu passt das Konzept von Prof. Dr. Philippe Bastiaens, dem vierten Abteilungsdirektor des Instituts. An lebenden Tumorzellen studieren er und sein Team den Einfluss von potenziellen Wirkstoffen auf krankhaft entgleiste Abläufe auf Ebene der Biomoleküle. Modernste mikroskopische Verfahren ermöglichen den Wissenschaftlern quasi eine Live-Schaltung in die Zelle. Forschungsarbeiten an klinischem Probenmaterial sollen mittelfristig auch zu neuen Entwicklungen für maßgeschneiderte Therapien führen. Ziel ist es, Fehlfunktionen von tumorrelevanten Proteinen gezielt abzuschalten.
Ein weiteres Forschungsprojekt des Instituts zielt auf die Verbesserung der Frühdiagnostik von Darmkrebs. Mit einer neuen, sensitiven Methode ist es gelungen, in Stuhlproben DNA-Veränderungen aufzuspüren. Dieses Verfahren ist wesentlich genauer als der übliche Stuhlbluttest. Aus einer Analyse der DNA können Rückschlüsse auf das Vorhandensein eines Darmtumors gezogen werden, und das bereits in einem sehr frühen Stadium. Weiterführende Studien müssen nun zeigen, ob und gegebenenfalls ab wann die Methode für den breiten medizinischen Einsatz verwendet werden kann.
Ganzheitlicher Ansatz als Erfolgsmodell Seinen wissenschaftlichen Erfolg verdankt das Max-Planck-Institut neben einer hochmodernen Hightechausstattung und einer leistungsfähigen Bioinformatik nicht zuletzt auch einem Alleinstellungsmerkmal: Der außergewöhnlichen Liaison von Biologie und Chemie am Standort Dortmund. Diese führt zu einer engen Verzahnung von Genom- und Proteomforschung mit den analytischen und synthetischen Verfahren der organischen Chemie. An vielen anderen Universitäten und Institutionen werden diese beiden Disziplinen bis heute streng getrennt. Am MPI Dortmund konnte sich aus dieser interdisziplinären Herangehensweise ein ganzheitliches, zukunftsweisendes Forschungskonzept entwickeln: Statt die verschiedenen Bausteine lebender Zellen, die Gene oder Proteine, isoliert zu betrachten, arbeiten hier Wissenschaftler verschiedener Fachdisziplinen eng zusammen, um die Wirkungsweise der Proteine in ihren komplexen Wechselwirkungen untereinander und im ganzen Organismus zu verstehen.
Dortmund - innovativer Biotech-Standort mit Zukunft Die wissenschaftliche Forschung hat in Dortmund Tradition, seit das Institut 1928 - unter dem Namen "Kaiser-Wilhelm-Institut für Arbeitsphysiologie" - von Berlin in die Westfalenmetropole zog. Damals wie heute bietet das Ruhrgebiet Forschern und Medizinern ideale Arbeitsbedingungen. Und am Max-Planck-Institut mit seinen insgesamt etwa 400 Mitarbeitern setzt man auch weiterhin auf den bewährten Standort. Für die Forscher am MPI, international renommierte Wissenschaftler, ist Dortmund besonders durch das bemerkenswerte Forschungsnetzwerk im Umfeld attraktiv. Insbesondere die räumliche Nähe und enge Verbindung zur Chemischen Fakultät der Universität - die Institutsdirektoren Waldmann und Bastiaens sind dort auch Lehrstuhlinhaber - eröffnet Forschungsperspektiven mit erheblichem Potenzial. "Dortmund hat sich in den letzten Jahren klar als wichtiges Zentrum für biomedizinische Grundlagenforschung positioniert", fasst Roger Goody die Situation vor Ort zusammen.
Auch das MPI trägt in Dortmund zu dieser Entwicklung bei - gerade im Bereich der Ausbildungsförderung. Angesichts des Fachkräftemangels in der Biotechnologie sorgt das Institut am Standort maßgeblich für den dringend benötigten Nachwuchs an technischem Fachpersonal. Gemeinsam mit drei Dortmunder Kooperationspartnern, dem Institut für Arbeitsphysiologie, der Universität Dortmund und dem Institute for Analytical Sciences (ISAS), werden zur Zeit gemeinsam neun Biologielaborantinnen ausgebildet. Geplant ist, diesen Ausbildungsverbund in Zukunft noch weiter auszubauen. Auch Udo Mager, Geschäftsführer der Wirtschaftsförderung Dortmund, ist vom Wissenschaftsstandort Dortmund überzeugt. "Nicht zuletzt das MPI sorgt für Spitzenforschung am Biotechnologiestandort Dortmund", so Mager. "Das Max-Planck-Institut erzeugt zusammen mit den vielen anderen Forschungsinstituten, Hochschulen und Bildungsunternehmen vor Ort ein innovationsfreudiges Klima unter den Wissenschaftlern - und schafft so ein großes Potenzial für Dortmunds Zukunftsbranchen."
