Der Herr der Roboter

DER HERR
DER ROBOTER

Der Weg in die Zukunft unserer Medikamente führt über eine Tempo-30-Zone. Hinter Reihenhäuschen taucht wie aus dem Nichts das „Pharma Research & Development Center“ Wuppertal auf. Schmucklose, graue Gebäude schmiegen sich in eine Talmulde. Hier arbeitet Dr. Bernd Kalthof am „Urknall für neue Medikamente“.

Ein hipper Arbeitsplatz sieht anders aus: Von außen wirkt das Forschungszentrum von Bayer so charmant wie eine Finanzamts-Außenstelle. Bernd Kalthof hat dafür kein Auge. Forschung muss nicht schön sein, sondern Ergebnisse bringen.
Kalthof sprüht nur so vor Begeisterung für sein Projekt. Er trinkt Kaffee aus einem Star-Wars-Plastikbecher und redet viel über sein Baby: das Hochdurchsatz-Screening. Natürlich reden sie lieber Englisch hier, die Sprache der Wissenschaft: „High Throughput Screening“ also. Oder besser noch: „HTS“. Abkürzungen machen es einfacher.

Kalthof, 51 Jahre alt, ist hier der Abteilungsleiter: schlank, kurze Haare, randlose Brille, blau-kariertes Hemd zu Jeans und Dreitagebart. „Das ist unsere Anlage“, sagt er und öffnet stolz die Glastüren zu einem circa 100 Quadratmeter großen Raum. „This is where the magic happens. Hier fängt es an. Hier passiert der Urknall eines neuen Medikaments.“ Der Raum wirkt eng, die Decke ist niedrig, keine Fenster. Und er ist vollgestellt mit grau-weißen klobigen Apparaturen, Metallträgern, Rolltischen, Kartons, Schienensystemen, einige hinter Glas. Greifarme wie in einer Auto-Fabrikationsstraße, nur kleiner, erfassen kleine Plastikplatten und stecken sie in graue Kästen oder unter Reihen von kleinen Pipetten. „Das sind zwei unserer Screening-Roboter“, erklärt Kalthof und winkt einen bärtigen Kollegen im schwarzen T-Shirt heran: „Haben wir noch irgendwo eine 1536er-Platte liegen?“ Der Kollege verschwindet.

Peter, Paul und Mary
auf Wirkstoffsuche

Neben den Screening-Robotern stehen vier grau-weiße, kühlschrankgroße Quader, auf denen Zettel kleben: „Mary 2“ steht auf einem. Auf anderen „Peter“ und „Paul“. Das sind Inkubatoren, in denen biologische Proben – oft menschliche oder tierische Zellen – während der Tests bei Körpertemperatur und hoher Luftfeuchtigkeit aufbewahrt werden können. Die Forscher haben die Inkubatoren nach einer amerikanischen Folkband aus den 1960-er Jahren benannt: Peter, Paul and Mary. Die hatten mal einen Welt-Hit mit „If I Had A Hammer“. Und an einem Hammer, einer Waffe gegen lebensbedrohliche Krankheiten, arbeiten sie auch hier. Tag für Tag.

„Wir suchen neue Leitstrukturen“, sagt Kalthof. Wieder so ein Fachbegriff: Leitstruktur – so nennen Pharmaforscher den Anfang, die Ausgangssubstanz, aus der mal ein Wirkstoff in einem Arzneimittel werden kann. „Eine chemische Substanz, die potent genug ist, im Körper lange genug vorliegt und sich dort auf eine bestimmte Art verteilt, um eine erste Wirkung in Versuchsmodellen zu zeigen. Sie darf auch nicht giftig sein – und sie muss so neu sein, dass sie patentierbar ist“, erläutert der studierte Zellbiologe.

So etwas zu finden, ist Sisyphusarbeit. Hier haben sie einen Weg gefunden, diese Arbeit zu erleichtern und zu beschleunigen. Und dafür brauchen sie Peter, Paul und Mary.

Dauerbeschuss mit der Schrotflinte


Der vollbärtige Kollege hat inzwischen eine der Platten gefunden. Kalthof hält sie hoch: Eine kleine schwarze Plastikschale, Fläche 12 x 8 Zentimeter, ein Zentimeter tief. Eine sogenannte Mikrotiter-Platte. „Diese Platte hat 1536 Vertiefungen. In denen befinden sich jeweils unterschiedliche chemische Substanzen.“

Die Substanzen liegen zunächst als sehr kleine Tropfen mit einem Volumen von weniger als einem Mikroliter vor. Zum Vergleich: Ein Regentropfen hat 30 Mikroliter. Die Platten mit den Tropfen schieben Kalthofs Leute in den „Mund“ von Peter, Paul oder Mary. Durch die Roboter werden die mehr als tausend Substanzen dann auf der Mikrotiter-Platte mit den Zellen zusammengebracht. Zeigt eine Substanz eine Reaktion auf die Proteine in den Zellen, kann das ein Hinweis auf eine Wirkung gegen die Krankheit sein, die gerade untersucht wird. „Hit“ nennen sie das hier – Treffer.

„Wir schießen quasi mit einer gigantischen Schrotflinte auf alles, ohne Vorannahmen und Beeinflussung“, sagt Kalthof. Die Roboter sind die Schrotflinte, die Substanzen die Kugeln. Eine Sammlung von vier Millionen Substanzen steht dafür zur Verfügung, eine der größten weltweit. „Über 600 Millionen Tests haben wir hier schon durchgeführt“, sagt Kalthof. „Das möchte und kann man nicht mit der Hand machen.“

Kalthof ist von Beginn an dabei. Zwanzig Jahre ist das her. „Wir sind oft gegen Wände gelaufen damals“, erinnert er sich. Das automatisierte Verfahren war umstritten. „Wir haben es stetig verbessert, eigene Maschinen gebaut, getüftelt, gebastelt. Jetzt gehören wir weltweit zu den führenden Forschungsstätten auf diesem Gebiet.“ Es gibt viele junge Mitarbeiter in der Abteilung, die fasziniert sind von der Mischung aus Technik und Biologie. Denn die Räume neben den Robotern sind Labors. Ganz klassisch. Mit Reagenzgläsern und Pipetten.




99 Prozent der Treffer
sind für die Tonne


Der „Hit“ bei den Robotern ist nur der Anfang. Dann kommt die Detailarbeit: „Die Roboter nehmen uns die Fließbandarbeit ab. Unsere Biologen und Chemiker müssen dann weiter forschen, kreative Lösungen finden, die Substanz weiter gestalten und optimieren“, erläutert Kalthof. Jeder Test bringe etwa 10.000 Treffer. „9.900 davon sind nichts, die müssen wir aussortieren.“ Damit sind Peter, Paul und Mary überfordert. Dazu braucht es Menschen.

Menschen mit Kreativität, Ausdauer und Hartnäckigkeit. „Unsere erfolgreichsten Projekte hätten auch jederzeit in die Hose gehen können“, sagt Kalthof. Nur weil er und seine Mitarbeiter unermüdlich dran geblieben sind, konnten sie Erfolg haben. Im richtigen Augenblick die richtige Entscheidung zu treffen, nicht aufzugeben bei genau der richtigen Substanz aus Tausenden – den Mut, diese Verantwortung zu übernehmen, muss man erst einmal haben.





Ein "Hit" in der
Abendstunde

Kalthof lässt den Blick über die Anlagen schweifen. „Mehrere Millionen Euro stehen in diesem Raum“, sagt Kalthof. „Das ist aber im Vergleich Kleingeld. Das Teure ist der tägliche Betrieb“. Eine Mikrotiter-Platte kostet ungefähr 10 Euro, mindestens 60.000 davon verbrauchen sie im Jahr. Immer in der Hoffnung auf den einen, den richtigen Hit. Bis der dann zum fertigen Medikament wird, können gut und gerne zehn bis zwölf Jahre vergehen.

Die vielen Enttäuschungen auf diesem Weg und das lange Warten machen Kalthof nichts aus. Er brennt für sein Projekt. Er mag das Forschen – die Kleinarbeit, die immer neuen Herausforderungen, die jedes Screening bringt. Gegen Frustration ist er resistent, sagt er. „Wenn ich im Alter mal in eine Apotheke gehe und dann weiß: da gibt es vier, fünf Medikamente, an denen wir mitgearbeitet haben und die auch deshalb entstanden sind, weil wir diese Plattform hier mit erschaffen haben ... das wäre doch was Tolles. Das reicht als Motivation!“

Hinter Kalthof wischt eine Putzkraft im Blümchenkittel mit einem rosa Mopp durch das Labor. Es ist früher Abend inzwischen. Kalthof ist mal wieder der letzte. Er schaut auf einen der vielen kleinen Monitore, auf denen die gerade durchlaufende Mikrotiter-Platte gezeigt wird. Es blinkt hellblau. Könnte ein Hit sein.

Fotos: Bayer Pharmaceuticals