Wissenschaftliche Kreativität: Entdeckung des monoklonalen Antikörpers

Das Folgende ist eine Darstellung einer wichtigen wissenschaftlichen Entdeckung, die durch die Verwendung des sep-con articulation creative process gemacht wurde. Dieser Prozess besteht darin, die gleichzeitige Trennung (SEP) und die Verbindung (CON) zu konzipieren und zu verwenden – wie es für den sprechenden Sprecher charakteristisch ist, der seine Gedanken und Ideen klar voneinander trennt und sie in einem reibungslosen verbundenen Fluss transportiert.

Für die kreative Entdeckung der Immunitätselemente, monoklonale Antikörper, wurde 1984 der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an Georges JF Köhler (zusammen mit César Milstein) verliehen. Monoklonale reine Antikörper ermöglichen die Identifizierung spezifischer toxischer Fremdstoffe im Körper. Ihre Entdeckung hat das Gebiet der Immunologie revolutioniert. Diese Antikörper können nicht nur therapeutisch zum Schutz gegen Krankheiten verwendet werden, sie können auch dazu beitragen, eine Vielzahl von Krankheiten zu diagnostizieren, das Vorhandensein bestimmter Arzneimittel, viraler und bakterieller Produkte sowie anderer ungewöhnlicher oder abnormaler Substanzen im Blut nachzuweisen.

Köhler, im Alter von 38 Jahren, war zusammen mit Joshua Lederberg, James Watson und David Baltimore, einer der jüngsten Wissenschaftler, die den Nobelpreis erhielten. Er entwickelte den monoklonalen Antikörper während der Arbeit im Labor von César Milstein und dieser teilte sich den Preis wegen seiner Mentorschaft und seiner Moderation. Aber die ursprüngliche Idee war Köhler. Im Jahr 1993, als ich ihn interviewte, war Köhler 48 Jahre alt; er starb zwei Jahre später aus unbestimmten Gründen. Er wurde in München geboren, erhielt sein Biologiediplom und promovierte an der Universität Freiburg, ging dann zum Basel-Institut in der Schweiz und anschließend zu einem Postdoc-Stipendium am Milstein-Labor der Cambridge University, England. Zum Zeitpunkt des Interviews war er Direktor des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie in Freiburg. Er war ein großer Mann mit strähnigen blonden und braunen Haaren und einem schweren, ungetrimmten, bräunlich-schwarzen Bart. Er war freundlich und auffallend zurückhaltend. Er sprach von einem intensiven persönlichen Glück, als er auf die Idee kam, die sich zum monoklonalen Antikörper entwickelte.

Am Baseler Institut interessierte er sich für somatische Mutationen – Mutationen (Genveränderungen), die von einem einzigen Körpergen und nicht von sich entwickelnden Keimzellen herrührten. Er entschied, dass der beste Weg, sein Interesse zu verfolgen, eine Studie über Antikörper sei. Zu diesem Zeitpunkt jedoch enthielten Antikörperpräparationen aus Blutserum notwendigerweise viele Arten und konnten nicht dazu verwendet werden, spezifische Antigene zu finden (ein Toxin oder eine andere fremde Substanz, die eine Immunantwort im Körper induziert, insbesondere die Produktion von Antikörpern). Als er in das Milstein-Labor zog, versuchte er deshalb, Antikörper mit der notwendigen Spezifität für seine somatische Mutationsexploration zu entwickeln. Zunächst arbeitete er an Maus-Myelom-Tumorzellen mit separaten sogenannten schweren und leichten genetischen Ketten (schwer = lange Aminosäureketten mit mehreren Teilen, Licht = kürzere mit weniger Teilen). Verbindungen zwischen diesen Ketten unterdrücken die Koexpression von chromosomalen Zellen nicht oder erzeugen eine einzelne Zelllinie.

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Er fuhr fort, nach einer Methode zu suchen, um eine spezifische Zelllinie für seine Studie von somatischen Mutationen herzustellen. Eines Nachts dachte er über das Problem im Bett nach, bevor er schlafen ging. Auf einmal kam er auf die Idee, dass er sowohl normale Antikörper-Lymphozyten als auch Myelom-Tumorzellen verwenden könnte. Eine einzelne Antikörper sekretierende Zelle würde aussterben, aber die Myelomzellen würden sich auf unbestimmte Zeit reproduzieren, was, wie er sagte, die sogenannte "Unsterblichkeit" (unbegrenztes Wachstumspotential) war; zusammen mit ihnen würde die Antikörperimmunität eine spezifische Zelllinie erzeugen. Myelomzellen würden mit Antikörperzellen interagieren und zu einer festgelegten Zell- und Antikörperspezifität führen.

"Ich sagte mir", fuhr er fort, "Ja, das könnte funktionieren. Recht?' Also war ich sehr aufgeregt und das erzählte ich Claudia, meiner Frau, am nächsten Morgen. Sie hörte zu und beruhigte mich, weil ich am nächsten Morgen oder am nächsten Tag oder in der nächsten Woche mit Ideen gekommen bin, und später sagte ich: "Vergiss es, es war nichts." Sie wusste also schon, dass Ideen nur Ideen waren, oder? Und sie sind nur wichtig, wenn sie funktionieren. Sie sagte: "Okay, mach dir keine Sorgen", aber ich war immer noch aufgeregt und sprach mit César Milstein. Er hörte zu und nahm es ernst. Er hat versucht, herauszufinden, ob es machbar ist, und dann haben wir ein paar Berechnungen gemacht und, ja, vielleicht war es machbar. "

Köhler hatte zwei Arten von funktionell getrennten Zellen in Betracht gezogen, solche von abnormalen Myelomtumoren, die unsterblich waren, und normale Lymphozytenantikörper, die sich gegen Antigene entwickeln und sowohl in der Kultur als auch im Körper absterben. Er konzipierte in einem sep-con-Artikulationsverfahren, diese funktionell getrennten Zelltypen gleichzeitig zu verbinden, um eine spezifische Antikörperzelllinie zu erzeugen. Wenn man die beiden Typen zu einer einzigen Zellstruktur mit daraus resultierenden Mehrkernkernen zusammenfassen würde, würde er, denke er, separate Eigenschaften behalten, die interagieren würden. Die Lymphozyten-Antikörperzelle würde Spezifität exprimieren, und die Myelomzelle würde sowohl Koexpression als auch Unsterblichkeit bereitstellen, wenn sie in Zelllinien (Hybridom) zusammengefügt werden. Die Konzeption des Sep-Con-Artikulationsprozesses bestand aus funktionell getrennten Einheiten, die ihre individuellen Eigenschaften bei gleichzeitiger Verbindung beibehalten. Die Anwendung seiner Konzeption führte zu reinen Antikörper-Zelllinien, die als monoklonale Antikörper bezeichnet wurden. Diese erkannten und reagierten auf ein einzelnes Antigen. Sie könnten kloniert und in beträchtlichen Mengen zur Identifizierung von spezifischen Körperantigenen hergestellt werden.

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Quelle: Albert Rothenberg

Die Schaffung der Zelllinie wurde sehr wichtig in medizinischen und pharmazeutischen Anwendungen und Forschung. Antigene sind immer Faktoren in Krankheiten und Wachstum. Wie Hans Wigzell 1984 in seiner Nobelpreis-Rede erklärte: "In weniger als einem Jahrzehnt revolutionierte die Entwicklung und Produktion von monoklonalen Antikörpern den Einsatz von Antikörpern in der Gesundheitsversorgung und Forschung. Seltene Antikörper, die für eine gegebene Struktur maßgeschneidert sind, können nun in großen Mengen hergestellt werden. Die … Zellen können in Gewebebanken gelagert werden und der gleiche monoklonale Antikörper kann weltweit mit einer Garantie für die ewige Versorgung verwendet werden. Die Präzision in der Diagnose ist stark verbessert, und es wurden völlig neue Therapiemöglichkeiten eröffnet. Seltene Moleküle, die in komplexen Lösungen in Spuren vorhanden sind, können nun auf effiziente Weise unter Verwendung von monoklonalen Antikörpern gereinigt werden. Alles in allem ist es daher richtig, die … Technik … als einen der wichtigsten methodischen Fortschritte in der Medizin in diesem Jahrhundert zu beschreiben. "Monoklonale Antikörper wurden speziell dazu verwendet, Antigene beim Krebswachstum zu targetieren und das Immunsystem des Patienten gegen den Krebs zu stimulieren. Es ist die am weitesten verbreitete Form der Krebsimmuntherapie in der gegenwärtigen Praxis.

Angepasst von den kürzlich veröffentlichten: Rothenberg, Albert, FLUG VON WUNDER: EINE UNTERSUCHUNG DER WISSENSCHAFTLICHEN KREATIVITÄT. New York: Oxford Universitätspresse.