Es könnte alles so einfach sein: Dringen Krankheitserreger in unseren Körper ein, wird unser Immunsystem alarmiert. Es greift an und zerstört, was schädigt – und verhindert so das Schlimmste. Allerdings nicht immer. Manchmal bremst sich das System. Warum? Weil es fatal enden würde, ginge die Abwehrarmada in unserer Blutbahn auf Zellen, die Teil unseres Körpers sind, genauso vehement und entfesselt los, wie sie es mit Viren und Bakterien macht. Allerdings gibt es Situationen, in denen das Immunsystem besser überreagieren sollte, statt sich zurückzuhalten. Dann etwa, wenn es darum geht, lebensbedrohliche Tumore zurückzudrängen. Krebs also.

Krebsgeschwüre wachsen, wenn Körperzellen anfangen, sich unkontrolliert zu teilen und zu wuchern. Zwar lassen sich manche Tumore, rechtzeitig entdeckt, noch herausoperieren und sind damit besiegt. Andere jedoch kommen wieder. Und während in manchen Fällen eine Bestrahlung oder eine Chemotherapie erfolgreich ist, vermag sie in anderen nichts mehr zu bewirken. Für Menschen mit einem Lungenkarzinom oder schwarzem Hautkrebs (Melanom), bei denen der Krebs schon gestreut hatte beispielsweise, konnten Medizinerinnen und Mediziner lange Zeit kaum noch etwas tun.

Ihnen geben die diesjährigen Nobelpreisträger in Physiologie oder Medizin Hoffnung. James Allison und Tasuku Honjo haben unabhängig voneinander herausgefunden, dass es spezielle Proteine – in der Fachsprache Inhibitoren genannt – sind, die auf der Bremse stehen und verhindern, dass die Abwehr im Kampf gegen den Krebs Vollgas gibt. Die Idee der beiden: Gelingt es, die Bremse zu lösen, würde unsere natürliche Immunabwehr Tumorzellen zerstören. Die preiswürdige Leistung: Sie haben die Idee in die Tat umgesetzt. Im Tiermodell entwickelten Allison und Honjo entsprechende Krebsmedikamente, die mittlerweile in klinischen Studien an Menschen erprobt und für einige Tumorarten schon zugelassen sind. Damit haben der US-Amerikaner und der Japaner einen völlig neuen Behandlungsansatz geschaffen: die Immuntherapie gegen Krebs.

Überall lauern weiße Blutkörperchen

Wie genau Allison und Honjo die Bremsen der Immunabwehr lösten? Um das zu verstehen, gilt es, die Funktionsweise des Systems genauer zu betrachten. Gelangen Krankheitserreger in die Blutbahn, bleibt das nicht lange unentdeckt. Überall lauern weiße Blutkörperchen, auch Wächter- oder T-Zellen genannt, auf einen Angriff. Sie sind auf die Erkennung verschiedenster Eindringlinge trainiert.

Mithilfe ihrer Rezeptoren identifizieren sie den Feind anhand von dessen Oberflächenproteinen. Schnell heften sie sich mit ihren Rezeptoren an den Eindringling und alarmieren andere Immunzellen, damit diese Antikörper produzieren. Die Antikörper krallen sich derart an die Krankheitserreger, dass diese nicht mehr entkommen und sich auch nicht mehr vermehren können. Schließlich zerteilen Fresszellen, die Makrophagen, den ganzen Klumpen in seine Einzelteile und befördern ihn aus dem Körper.

Allerdings regulieren bestimmte Proteinstrukturen an der Oberfläche der T-Zellen, dass die Immunantwort nur so heftig ausfällt wie nötig. Einige davon wirken wie Beschleuniger, sie heißen Akzeleratoren. Andere funktionieren wie Bremsen, Inhibitoren genannt. Genau solche Inhibitorenproteine haben James Allison und Tasuku Honjo entdeckt, in ihrer Funktion erforscht und schließlich ausgeschaltet.

T-Zellen (blau) sind Abwehrzellen des Immunsystems. Sie können Krebszellen (rosa) erkennen, angreifen und zerstören. Doch dazu müssen sie erst von anderen Immunzellen (APC) aktiviert werden. Erst dann docken die T-Zellen ans Ziel an und aktivieren dessen Selbstzerstörung. Allerdings gibt es Proteine, die T-Zellen ausbremsen. Eines davon heißt CTLA-4, kurz für "cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4" (gelb). Entdeckt hat es James Allison in den Neunzigerjahren. Er fand auch heraus: Fügt man Antikörper (grün) gezielt hinzu, können sie die Bremse lösen und die T-Zellen zur Attacke animieren. Heute gibt es Medikamente, die genau so funktionieren. © Illustrator: Mattias Karlén/The Nobel Commitee for Physiology or Medicine

CTLA-4 heißt die Eiweißstruktur mit Bremswirkung, auf die sich Allison konzentrierte. Vor mehr als 20 Jahren erschien die Studie (Science: Allison et al., 1996), die ihm nun – mit 70 Jahren – einen Nobelpreis einbrachte. Darin konnten er und sein Team zeigen, dass die Hemmung des CTLA-4-Proteins auf dem Signalweg zu den T-Zellen krebskranke Mäuse von Tumoren heilen kann. Basierend auf diesen Tierversuchen entwickelte er einen neuen Ansatz zur Behandlung von Menschen mit fortgeschrittenem schwarzem Hautkrebs. "Ich habe Grundlagenforschung gemacht, um Grundlagenforschung zu machen, aber wissen Sie, ich hatte die gute Gelegenheit zu sehen, wie sich das zu etwas entwickelt, das den Menschen hilft", sagte Allison selbst über seinen Erfolg. "Das ist befriedigend."

Allison hatte Anfang der Siebzigerjahre in Texas Mikrobiologie studiert und einen Doktor in Biowissenschaften gemacht. Als Postdoc arbeitete er am kalifornischen Scripps-Institut und forschte später an diversen Krebszentren, unter anderem in Texas und im kalifornischen Berkeley sowie in New York. Seit 2012 ist er Leiter der Immunologie an der Uni von Texas in Houston.