Molekularmedizin: 1-Was ist Molekulare Medizin?

Die klinische Medizin befaßt sich mit der Erhaltung und Wiederherstellung gesunder  Körperfunktionen. Diese Funktionen werden von verschiedenen Organen und ana-tomischen Strukturen übernommen. die ihrerseits ein Netzwerk differenzierter Zellen darstellen. Man darf deshalb den menschlichen Körper mit seinen 1014 Zellen auch als einen organisierten Verbund einzelner spezialisierter Zelltypen mit unterschied-lichen Teilfunktionen auffassen. die ständig miteinander kommunizieren müssen, um sich den jeweiligen Anforderungen des Organismus anzupassen.

Die Molekulare Medizin hat eine grundlagen-wissenschaftliche und eine klinisch-anwendungsbezogene Ausrichtung.

Als Grundlagenwissenschaft untersucht sie die molekularen und genetischen Mechanismen der zellulären Funktion und Kommunikation und versucht, pathologische Zustände als Störungen in diesem fein abgestimmten System zu erkennen. Als klinische Disziplin bedeutet sie eine Erweiterung des Spektrums diagnostischer und therapeutischer Möglichkeiten für viele erworbene und ererbte Erkrankungen. Molekularbiologische und molekularmedizinische Methoden spielen inzwischen in vielen Bereichen der theoretischen und klinischen Medizin eine wichtige praktische Rolle.

Die Molekulare Medizin untergliedert sich in drei Bereiche:

1. Die molekulare Anatomie. Physiologie und Biochemie.
2. die molekularmedizinische Diagnostik und
3. die molekularmedizinische Therapie.

Die Grenzen zwischen diesen Bereichen selbst und in Bezug auf ihre ..klassischen“ Pendents sind gießend. Die vnklassische“ Anatomie befaßt sich mit dem Aufbau und der Struktur eines Organismus. Die molekulare Anatomie ergänzt mit vormals nicht verfügbarem Auflösungsvermögen eine Beschreibung des Aufbaus und der Struktur des genetischen Apparates. Die Physiologie beschäftigt sich mit der funktionellen Bedeutung von anatomischen Strukturen. Sie beschreibt Prinzipien der Funktionsweise von Geweben und Organen, interzellulärer Kommunikation, Schaltkreise und Signalübertragungen. Die molekulare Physiologie untersucht Abruf und Steuerung der dafür nötigen genetischen Information und beschreibt. wie der genetische Apparat auf den interzellulären Inforrnationsfluß reagiert und diesen steuert.

Die Biochemie erklärt intrazelluläre Reaktionsabläufe und metabolische Zyklen. Sie untersucht deren Ablauf, Ineinandergreifen und gegenseitige Steuerung. Die molekulare Biochemie erforscht den genetischen Informationsfluß im Rahmen dieser Schaltkreise. Gleichzeitig stellt sie der Zellbiologie und der Biochemie präzise Werkzeuge zur Verfügung, die exakt definierte experimentelle Manipulationen im Aufbau und in der Expression von Struktur- und Funktionsproteinen ermöglichen.

Als eine Wissenschaft der medizinischen Grundlagenforschung befaßt sich die Molekulare Medizin also hauptsächlich mit Aspekten normaler Zellfunktion und deren Regulation. Sie schafft somit Grundlagen zur Erkennung der molekularen Ursachen von Erkrankungen und zur Entwicklung kausaler Therapieformen. Die Molekulare Medizin hat den empirischen und deskriptiven Aspekten medizinischer Erkenntnis mit zunehmender Dynamik biowissenschaftliche Einsichten in Kausalzusammenhänge der Krankheitserıtstehung sowie therapeutischer Strategien hinzugefügt. Diese Entwicklung wird sich in Zukunft fortschreitend manifestieren und ruft nach der interdisziplinären Zusammenarbeit von Fachleuten komplementärer medizinischer Fachdisziplinen. um eine optimale Krankenversorgung nach neuestem Kenntnisstand zu gewährleisten.

Die molekularmedizinische Diagnostik ist der Zweig der Molekularbiologie, der bislang die größte Bedeutung in der klinischen Medizin gefunden hat. Die bekannten Anwendungen erstrecken sich sowohl auf ererbte als auch auf erworbene Erkrankungen. Molekularbiologische Methoden und Erkenntnisse haben nicht nur die humangenetische Beratung und pränatale Diagnostik revolutioniert, sondern werden zunehmend auch im Bereich der infektiösen Erkrankungen, der Hämatologie und Onkologie, der Endokrinologie, der Stoffwechselerkrankungen sowie der forensischen Medizin und der Präventivmedizin angewendet.

Der Vorteil molekularmedizinischer Diagnostik beruht vor allem au feiner hohen Nachweisempfindlichkeit und Spezifität. Darüberhinaus erschließen molekularbiologische Methoden bislang unzugängliche Problemkreise der medizinischen Diagnostik.

Die Rolle der Molekularen Medizin im Rahmen klinischer Therapie umschließt verschiedene Aspekte. Einerseits ermöglicht sie eine frühere und- „oder exaktere Diagnosefindung und hilft daher, die Prognose konventioneller Therapieformen zu verbessern. Außerdem führt ein verbessertes Kausalverständnis pathologischer Abläufe
zur Weiterentwicklung konventioneller Therapiekonzepte. Ferner hat sich die molekulare Pharmakologie zu einem eigenständigen, expandierenden Gebiet entwickelt.

Rekombinante Therapeutika und Impfstofile ersetzen schon heute einige traditionell gewonnene Substanzen und erweitern das therapeutische Spektrum. Traditionell waren beispielweise Hämophiliepatienten auf Faktor VIII Konzentrate angewiesen, die aus menschlichem Blut isoliert und gereinigt wurden. Daraus ergaben sich zwei
Nachteile: Zum einen ist die Verfügbarkeit menschlichen Blutes begrenzt, zum anderen kann Humanblut kontaminiert sein (z. B. Hepatitis B, HIV) und trägt daher einen Risikofaktor. Wie in Kapitel 8.1 ausführlicher beschrieben werden wird, erlauben molekularbiologische Methoden die gentechnologische Herstellung naturgleicher Produkte. Der Vorteil dieser aarekombinanten Pharmaka“ liegt in der nahezu unbegrenzten Verfügbarkeit und einem vergleichsweise günstigeren Herstellungspreis (bei allerdings erheblichen Entwicklungskosten). Da die gentechnologische Gewinnung nicht aus menschlichem Blut oder Gewebe erfolgt. ist ein Kontaminationsrisiko mit humanpathogenen Erregern praktisch ausgeschlossen.

Die gegenwärtig größte Herausforderung für die Molekulare Medizin auf therapeutischem Gebiet besteht darin, einzelne Gene zielgerichtet in Körperzellen „einzuschleusen“ und auf diesem Wege genetische Defekte korrigieren oder malige Zellen eliminieren zu können. Während die Transplantationschirurgie insufiiziente Organe durch gesunde ersetzt, könnte die somatische Gentherapie ein fehlendes oder defektes Gen durch ein gesundes ersetzen. Damit würde ein großer Bereich derzeit prognostisch ungünstiger Erkrankungen einer Therapie zugänglich. An den Möglichkeiten zu gen therapeutischen Anwendungen wird gegenwärtig intensiv geforscht. Erste klinische Erfahrungen aus Gentherapiestudien liegen vor. Wenngleich deren Ergebnisse weitgehend hinter den Erwartungen zurückblieben. darf nicht vergessen werden. daß die Geschichte der Molekularen Medizin noch recht jung ist und beispielweise sechzig Jahre vergehen mußten. bevor Robert Kochls Entdeckung des Mvccıbucreriıun !ube.›*cu!osi.-; eine erfolgreiche antibiotische Therapie folgte.

Der gegenwärtige Stand der Entwicklung der Gentherapie sowie medizinethische Implikationen und Probleme werden in den Kapiteln 8.2 und 9 diskutiert. Vor dem Hintergrund expandierender Möglichkeiten in Diagnostik (einschließlich prädiktiver Diagnostik) und Therapie möchten wir schon in dieser Einleitung auf zwei weitere. zukünftig zunehmend relevante Aspekte hinweisen. Einerseits muß ein ärztlicher und gesellschaftlicher Konsens darüber angestrebt und erzielt werden, nach welchen Kriterien Prioritäten ärztlichen Handelns mit ökonomischen Gegebenheiten in Einklang zu bringen sind. Außerdem muß das Vorliegen einer vom Arzt festzustellenden medizinischen Indikation Grundlage ärztlichen Handelns bleiben etwa bei der Einleitung molekulargenetischer Diagnostik. Auch deshalb wird es zunehmend wichtig, daß alle Ärzte über molekularmedizinisches Grundlagenwissen verfügen. Insgesamt durchdringt die molekularmedizinische Denkweise viele Bereiche der modernen Medizin und hat bereits zu einigen praktisch wichtigen Durchbrüchen geführt. Ohne entsprechendes Grundlagenwissen wird man diesen Entwicklungen künftig kaum noch folgen können.