Life Sciences Bridge Award für Dr. Vivek Thacker

Weltweit trägt jeder dritte Mensch das Tuberkulose-Bakterium in sich, meist ohne daran zu erkranken. Etwa 10,6 Millionen Menschen waren im Jahr 2022 an Tuberkulose erkrankt, schätzt die Weltgesundheitsorganisation, die meisten davon in Süd- und Südostasien sowie in Afrika. Ungefähr 1,3 Millionen Menschen starben daran. Dass sich an diesen Zahlen seit Jahrzehnten kaum etwas geändert hat, liegt vor allem an einer unzureichenden Gesundheitsversorgung und fehlenden Ressourcen: „Die Tuberkulose-Forschung hat leider zu selten Zugang zu modernsten Technologien“, sagt Dr. Vivek Thacker.

Simulation der Infektion auf einem Chip

Eine solche Technologie ist das Lung-on-a-Chip(LoC)-System. Mit einer porösen und dehnbaren Membran bietet es die Möglichkeit, den Atemvorgang in einem Lungenbläschen zu simulieren. Die Oberseite der Membran ist mit Epithelzellen beschichtet, über die Luft strömt, die Unterseite mit Endothelzellen, unter denen eine blutähnliche Flüssigkeit fließt. Mit diesem Biochip lässt sich also das Geschehen an der Grenzfläche zwischen den Lungenbläschen und den sie umgebenden Kapillaren (kleinsten Gefäßen) simulieren. Thacker gelang es, dieses am Wyss Institute der Harvard University entwickelte System für die Tuberkuloseforschung nutzbar zu machen. So konnte er die Interaktion von Tuberkulosebakterien mit den Zellen ihres Wirts während des Atmens räumlich und zeitlich nachvollziehen, also direkt die allerersten Momente einer Tuberkulose-Infektion beobachten. Dadurch konnte er zeigen, warum Tuberkulosebakterien lange Stränge bilden: Sie fesseln damit den Zellkern infizierter Makrophagen (Fresszellen des Immunsystems) und unterdrücken dadurch deren Immunantwort. So bleiben die Erreger einerseits versteckt im Körper und entziehen sich andererseits dem Zugriff von Immunsystem und Antibiotika.

Mit dem modifizierten LoC-System konnte Thacker auch die wichtige Schutzfunktion von Surfactant bestätigen, einer speziellen Substanz, die die Oberflächenspannung zwischen Luft und Lungenbläschenauskleidung herabsetzt und für eine funktionierende Atmung wichtig ist. Wie viel davon in spezialisierten Zellen der Lunge produziert wird, ist entscheidend dafür, wie gut das anfängliche Wachstum von Tuberkulose-Bakterien kontrolliert werden kann. Mangelt es an der Schutzsubstanz, wie es bei Rauchern häufig der Fall ist, sind die Lungenzellen anfälliger für Infektionen.

Von Indien über England und die USA nach Heidelberg

Die Aventis Foundation würdigt Thackers interdisziplinär weiterentwickelte Technologie und die damit gewonnenen Erkenntnisse. „Seine Forschung kann zu neuen therapeutischen Ansätzen gegen diese furchtbare Krankheit führen“, sagt Prof. Dr. Werner Müller-Esterl, Vorsitzender der Jury des Life Sciences Bridge Award. „Wir möchten ihm mit diesem Preis über die Brücke zu einer unbefristeten Professur helfen.“

Vivek Thacker wuchs in Indien auf, wo die Tuberkulose besonders häufig vorkommt. An der englischen Universität Cambridge spezialisierte er sich im Studiengang Natural Sciences Tripos auf Physik, die er am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge/USA vertiefte. Zurück in England promovierte er über ein Thema aus der Biophysik und schloss sich anschließend der Tuberkulose-Forschungsgruppe von John McKinney an der École Polytechnique Fédérale in Lausanne/Schweiz an. Seit Oktober 2023 leitet der 35-Jährige eine eigene Forschungsgruppe in der Sektion Medizinische Mikrobiologie und Hygiene am Zentrum für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg. Dort forscht Thacker in einem Hochsicherheitslabor an Tuberkulosebakterien und ist begeistert von der hochmodernen Ausstattung an der Medizinischen Fakultät Heidelberg und am Universitätsklinikum Heidelberg.

Ziel: Wirksamere Therapien gegen Tuberkulose

Nun will er genau herausfinden, nach welchen Regeln sich die Tuberkulose-Bakterien in einem Strang miteinander verknüpfen. „Wenn wir das wissen, können wir sie leichter voneinander trennen und damit besser für Antibiotika zugänglich machen.“ Dazu nutzt er modernste bildgebende Verfahren an der Universität Heidelberg. Sein Ziel ist es, dazu beizutragen, wirksamere Therapien gegen Tuberkulose zu finden.

Der Life Sciences Bridge Award der Aventis Foundation ehrt jährlich bis zu drei herausragende Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler aus den Lebenswissenschaften, die an einer deutschen Universität forschen. Vergeben wird der Forschungspreis seit 2019 von der Aventis Foundation, einer unabhängigen, gemeinnützigen Stiftung mit Sitz in Frankfurt am Main. Diese fördert seit 1996 Kunst und Kultur sowie Wissenschaft, Forschung und Lehre.