Biomedizinischen Grundlagenforschung

Erkenntnisse über funktionale Zusammenhänge und physiologische Wechselwirkungen im menschlichen Körper ermöglichen ein tieferes Verständnis von Krankheiten und ihrer Entstehung. Kaum eine andere Forschungsrichtung profitiert derart vom Einsatz gentechnischer Methoden wie die biomedizinische Grundlagenforschung. Zu den wichtigsten Forschungsgebieten zählen Untersuchungen

• zum Aufbau und zur Wirkungsweise des Immunsystems (Immunologie),
• zu Ursachen von Stoffwechselerkrankungen,
• zur Entstehung von Krebs (Onkologie),
• zu Kontrollmechanismen und zellulären Signalwegen bei Wachstum (Entwicklungsbiologie) und Alterungsprozessen (Gerontologie) sowie
• zum Aufbau und zur Funktionsweise des Nervensystems (Neurobiologie).

Zunehmend an Bedeutung gewinnt die Bioinformatik, ohne die ein Vergleich ganzer Genome nicht zu bewältigen wäre. So wollen in den kommenden Jahren Wissenschaftler aus der ganzen Welt das gesamte Erbgut der 50 häufigsten Tumorarten systematisch entschlüsseln und mit gesundem Kontrollgewebe vergleichen.

Von großer Bedeutung für die biomedizinische Grundlagenforschung sind sogenannte Modellorganismen, da mit ihnen grundlegende biologische Fragestellungen bearbeitet werden können. Die am häufigsten eingesetzten Organismen sind:

• die Hefe Saccharomyces cerevisiae (Zellbiologie),
• die Taufliege Drosophila melanogaster (Genetik),
• der Fadenwurm Caenorhabditis elegans (Entwicklungsbiologie) und
• die Maus Mus musculus (Immunologie).

Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung bilden die Basis für die angewandte Forschung. Erst wenn die grundsätzlichen Wirkmechanismen aufgeklärt oder neue Zielmoleküle identifiziert sind, kann dieses Wissen bei der Entwicklung neuartiger Arzneimittel bzw. neuer Behandlungskonzepte eingesetzt werden. So wird zurzeit verstärkt an Therapieformen geforscht, bei denen genetische und biochemische Unterschiede und Varianten am einzelnen Patienten erfasst werden sollen (Pharmakogenetik). Am Schnittpunkt von Grundlagenforschung und angewandter Forschung befinden sich auch Arbeiten zur somatischen Gentherapie, einer Behandlungsmethode, bei der in bestimmte Körperzellen des Patienten gezielt Gene übertragen werden sollen. Vor allem an geeigneten Übertragungstechnologien wird derzeit besonders intensiv geforscht, um diese Therapieform sicherer zu machen. Im August 2017 hat die zuständige US-amerikanische Behörde gentechnisch veränderte Immunabwehrzellen (CAR-T-Zellen) zugelassen, die ganz gezielt bestimmte Krebszellen erkennen und zerstören können.