Por­trät Andreas Vil­lun­ger: Dem Geheim­nis der Tetra­plo­idie auf der Spur 

10.09.2018 | Themen


Der Inns­bru­cker Immu­no­loge Univ. Prof. Andreas Vil­lun­ger kann durch einen Euro­pean Rese­arch Coun­cil-Grant daran for­schen, mit­hilfe wel­cher Mecha­nis­men Zel­len ihre Chro­mo­so­men­zahl regu­lie­ren und sta­bil hal­ten. Die ÖÄZ geht auch der Frage nach, warum Tetra­plo­idie im Herz­mus­kel nor­mal ist – bei Tumor­er­kran­kun­gen jedoch eine Gefahr dar­stellt.
Ursula Jungmeier-Scholz

Wenn ich heute noch ein­mal die Wahl hätte, würde ich Medi­zin stu­die­ren“, erklärt der stu­dierte Mikro­bio­loge Univ. Prof. Andreas Vil­lun­ger, Abtei­lungs­lei­ter der Ent­wick­lungs­im­mu­no­lo­gie an der Medi­zi­ni­schen Uni­ver­si­tät Inns­bruck. „Das wäre näher dran an dem, was ich heute mache.“ Mit sei­ner For­schung zur Apo­ptose und zur Regu­lie­rung der Chro­mo­so­men­zahl in Leber‑, Herz- und Tumor­zel­len zählt der 51-Jäh­rige heute – obwohl er von einer ande­ren Fach­rich­tung kommt – zu den Grö­ßen der aktu­el­len medi­zi­ni­schen For­schung: Vor kur­zem wurde ihm und sei­nem Team einer der sie­ben an Öster­rei­cher ver­ge­be­nen „Grants“ des Euro­päi­schen For­schungs­ra­tes ERC zuge­spro­chen – immer­hin knapp 2,5 Mil­lio­nen Euro. Die­sen Erfolg ver­dankt er neben sei­ner span­nen­den For­schungs­frage auch sei­nem unglaub­li­chen Durch­hal­te­ver­mö­gen. Vor ein paar Jah­ren war er noch kurz davor, auf­zu­ge­ben, Gel­der für seine Pro­jekt­idee zu lukrie­ren. „Zwei­mal hat­ten wir das Pro­jekt zur För­de­rung beim FWF ein­ge­reicht und zwei Ableh­nun­gen erhal­ten. Aber wir haben es noch­mals ver­sucht.“ Und plötz­lich flos­sen die ersehn­ten For­schungs­gel­der und der Grund­stein für den ERC-Grant war gelegt. 

Tetra­plo­idie: Freund oder Feind? 

Nun kann er sich in den nächs­ten fünf Jah­ren der Frage wid­men, mit­hilfe wel­cher Mecha­nis­men Zel­len ihre Chro­mo­so­men­zahl (Plo­idie) regu­lie­ren und sta­bil hal­ten. Im Fokus der For­schung von Vil­lun­ger steht ein Pro­te­in­kom­plex, die soge­nann­ten PIDDo­some, der sobald Zel­len ihre Plo­idie erhö­hen, den wich­ti­gen Tumor­sup­pres­sor p53 akti­viert. Damit erhält die Zelle im Ide­al­fall das Signal, nicht mehr wei­ter­zu­wach­sen. In Tumo­ren funk­tio­niert die­ser Regu­la­ti­ons­me­cha­nis­mus oft nicht mehr; die Zelle behält nach der Tei­lung alle vier Chro­mo­so­men­sätze und ist plötz­lich nicht mehr diploid, son­dern tetraploid. 

„Bei rund 70 Pro­zent aller Tumor­er­kran­kun­gen sind tetra­plo­ide Zel­len im Laufe der Tumor­ent­wick­lung nach­weis­bar und stel­len somit eine Gefahr dar“, so Vil­lun­ger. Gleich­zei­tig fin­den sie sich auch in jeder gesun­den mensch­li­chen Leber. Trotz­dem ist Leber­krebs ohne vor­an­ge­gan­ge­nen Viren­be­fall (Hepa­ti­tis) oder chro­ni­schen Alko­hol­ab­usus eher sel­ten. „Es muss also in der Leber einen Kom­pro­miss geben, warum Tetra­plo­idie gut für den Stoff­wech­sel ist und mög­li­cher­weise sogar vor Tumo­ren schützt“, betont Villunger. 

Auch im Herz­mus­kel ist Tetra­plo­idie nor­mal: „Da kann man wie in der Leber in der frü­hen Ent­wick­lung nach der Geburt die Uhr danach stel­len, wann sie erst­mals auf­tritt.“ Aus­schließ­lich von Vor­teil ist das Phä­no­men im Her­zen aller­dings nicht. Mög­li­cher­weise, so Vil­lun­ger, resul­tiere näm­lich die man­gelnde Rege­ne­ra­ti­ons­fä­hig­keit von Herz­mus­kel­zel­len gerade aus die­sem beson­ders gro­ßen Chro­mo­so­men­spei­cher. „Ein Fisch­herz oder das eines Sala­man­ders ent­hält aus­schließ­lich diplo­ide Zel­len und rege­ne­riert voll­stän­dig nach einem Herz­in­farkt.“ Wer­den die Fisch­herz­zel­len jedoch so mani­pu­liert, dass sie wie beim Men­schen vier Chro­mo­so­men­sätze auf­wei­sen, geht diese Hei­lungs­fä­hig­keit schlag­ar­tig ver­lo­ren. Grund genug, um dem Geheim­nis der Tetra­plo­idie, ihrer Funk­tion und ihren viel­fäl­ti­gen Aus­wir­kun­gen, auf den Grund zu gehen. 

Steile Lern­kurve

Der Aus­flug in die Beson­der­hei­ten von Herz- und Leber­zel­len bedeu­tet für Vil­lun­ger, wis­sen­schaft­li­ches Neu­land zu betre­ten – etwas, das ihn von Beginn sei­ner Kar­riere an gereizt hat und das auch sei­ner bevor­zug­ten Arbeits­weise ent­spricht. Gerad­li­nige Kar­rie­re­pla­nung und struk­tu­rier­tes Arbei­ten, so Vil­lun­ger, lägen ihm nicht so. Viel­mehr lässt er sich intui­tiv durch sein Erkennt­nis­in­ter­esse lei­ten und ver­tieft sich dann in die aus­ge­wählte For­schungs­frage. „In der Wis­sen­schaft muss man ein Nerd sein – auf die eine oder andere Weise.“ 

Inspi­riert durch einen fas­zi­nie­ren­den Bio­lo­gie­leh­rer, der schon Mitte der 1980er-Jahre die künf­tige Bedeu­tung von Gene­tik und Mole­ku­lar­bio­lo­gie erkannt hat, stu­dierte der Tiro­ler Vil­lun­ger in Salz­burg Bio­lo­gie und, nach Inns­bruck heim­ge­kehrt, Mikro­bio­lo­gie. In sei­ner Diplom­ar­beit wid­mete er sich der Regu­la­tion von Genen in der Brust­drüse. Im Zuge sei­ner Dis­ser­ta­tion kam er erst­mals mit Tumor­bio­lo­gie – ins­be­son­dere der Apo­ptose – und dem kli­ni­schen Umfeld in Berüh­rung. „Dar­auf war ich nicht opti­mal vor­be­rei­tet. Umso stei­ler ver­lief dafür dann meine Lern­kurve.“ Seine Venia docendi im Jahr 2004 wurde schließ­lich als jah­res­beste geehrt. „Sie war ein Pot­pourri mei­ner bis dort­hin ver­öf­fent­lich­ten Arbei­ten über die Rolle des Zell­to­des in der Ent­wick­lung des Immun­sys­tems und bei der Krebs­the­ra­pie“, erklärt Vil­lun­ger ganz unprätentiös. 

Zwi­schen sei­nem Stu­di­en­ab­schluss und der preis­ge­krön­ten Venia lagen vier unver­zicht­bare For­schungs­jahre, die er am Wal­ter and Eliza Hall Insti­tute of Medi­cal Rese­arch (WEHI) in Mel­bourne, dem ältes­ten medi­zi­ni­schen For­schungs­in­sti­tut von Aus­tra­lien ver­bracht hat. „Am Ende mei­ner Dis­ser­ta­ti­ons­zeit hatte die Apo­ptose-Welle auch Inns­bruck erfasst und in Mel­bourne gab es erst­klas­sige Wis­sen­schaft auf die­sem Gebiet.“ Aber nicht nur die For­schungs­be­din­gun­gen und For­schungs­för­de­run­gen in Aus­tra­lien waren attrak­tiv; Strand, Wind und Wel­len erschie­nen dem Lieb­ha­ber des Mee­res ebenso ver­lo­ckend. Schließ­lich war er drauf und dran, in Down Under zu blei­ben. Aber seine Frau, deren Unter­stüt­zung immer­hin so weit gegan­gen war, dass sie sich bereit erklärt hatte, mit zwei Klein­kin­dern nach Aus­tra­lien aus­zu­wan­dern (ein drit­tes wurde wäh­rend des Auf­ent­hal­tes gebo­ren), zog es stark in die Berge zurück. 

Auch wenn ihrem Mann die Wel­len lie­ber sind: Ohne die Tiro­ler Natur hätte er es auch nicht wirk­lich aus­ge­hal­ten. Denn dort fin­det er beim Ski­fah­ren, Snow­boar­den und Wan­dern den Aus­gleich zu sei­nen inten­si­ven Arbeits­ta­gen. Und in sei­ner Fami­lie. „Ich ver­su­che, mehr Zeit mit mei­nen Kin­dern zu ver­brin­gen, die eigent­lich schon erwach­sen sind.“ Der Zweit­ge­bo­rene tritt in die Fuß­stap­fen des Vaters und stu­diert in Inns­bruck Mole­ku­lare Medi­zin. Vater Vil­lun­ger bewun­dert sein Enga­ge­ment, sorgt sich aber um seine Zukunfts­aus­sich­ten. „In Tirol wird es nicht leicht sein, einen Job zu fin­den. Heute müs­sen die Jun­gen schon euro­pä­isch oder noch wei­ter den­ken, um auf ihrem Spe­zi­al­ge­biet arbei­ten zu kön­nen. Aber die Inter­na­tio­na­li­tät und Mobi­li­tät in der Wis­sen­schaft ist auch Teil ihres Reizes.“ 

Glück und Zweifel 

Den Nähr­bo­den für die eigene Kar­riere sieht Vil­lun­ger einer­seits in glück­li­chen Fügun­gen. „Es ist bei­leibe kein Ver­sa­gen, wenn auch enga­gierte For­scher keine dau­er­hafte aka­de­mi­sche Kar­riere machen kön­nen. Denn die Wis­sen­schaft ist ein bein­har­tes Busi­ness. För­der­ge­ber und Spon­so­ren müs­sen über­zeugt wer­den, und die För­der­mit­tel sind zu knapp, Spon­so­ren in der Wis­sen­schaft rar.“ Ande­rer­seits führt er seine Erfolge aber auch auf seine uner­müd­li­che Neu­gier zurück und auf sein Prin­zip, nichts als end­gül­tige Ant­wort zu akzep­tie­ren und ver­öf­fent­lichte Daten immer zu hin­ter­fra­gen. Selbst den eige­nen Erkennt­nis­sen miss­traut er von Grund auf. Schließ­lich, so meint er heute rück­bli­ckend, seien auch min­des­tens 50 Pro­zent jener Hypo­the­sen, die er in sei­nem Pro­jekt­an­trag auf­ge­stellt hat, falsch gewe­sen. Bloß habe das damals noch kei­ner wis­sen kön­nen, das habe sich erst im Laufe der For­schungs­ar­beit her­aus­kris­tal­li­siert. Nun arbei­tet er mit sei­nem Team an wei­te­ren Hypo­the­sen und Fra­gen, in der Hoff­nung, neue Grund­la­gen für die The­ra­pie von Tumor­pa­ti­en­ten und für die rege­ne­ra­tive Medi­zin zu finden. 

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 17 /​10.09.2018