Vordenker – Weiterdenker: Methylenblau
Der deutsche Chemiker Heinrich Caro war 1876 der Erste, der Methylenblau synthetisierte. Der in Frankreich geborene Wissenschaftler Claude Wischik entdeckte das Potenzial des synthetischen Farbstoffs als Medikament gegen Alzheimer.
Die Farbstoffherstellung gehört zu den ältesten Tätigkeiten der Menschheit. Seit der Antike werden Farbrezepturen von einer Generation zur nächsten weitergegeben. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts beruhte die Herstellung auf pflanzlicher Basis. Doch der Beginn der industriellen Revolution und der rasante Ausbau der Textilindustrie hatten zur Folge, dass natürliche Färbemittel die wachsende Nachfrage nicht mehr befriedigen konnten.
In diesem Umfeld startete Heinrich Caro in seine berufliche Laufbahn. Chemie war ein aufregender Bereich, der sich rasch entwickelte. Nachdem William Perkin 1856 in England Mauvein, den ersten synthetischen Teerfarbstoff, gewonnen hatte, entdeckten Chemiker in ganz Europa eine riesige Palette an synthetischen Farbstoffen, die aufgrund ihrer leuchtenden Farben hohe Preise erzielten. Das war der Anfang einer engen und lohnenden Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie.
Der 1834 im preußischen Posen (heute die polnische Stadt Poznań) geborene Caro wurde im Gewerbeinstitut Berlin zum Textilfärber ausgebildet und besuchte gleichzeitig Chemievorlesungen an der Universität. Seine erste Stelle bekam er 1855 als Färber bei einer Kattundruckerei in Mühlheim an der Ruhr, in der noch natürliche Färbemittel verwendet wurden. Die Firma schickte ihn nach England, damit er die neuesten Färbetechniken kennenlernen konnte, unter anderem die Fortschritte beim Einsatz von Dampf. Dort nahm er schließlich eine Stelle beim Chemieunternehmen Roberts, Dale & Co. in Manchester an. Nach und nach entwickelte er sich zu einem vollwertigen organischen Chemiker für die Industrie. Er machte eine Reihe von Entdeckungen, unter anderem fand er eine effizientere Möglichkeit, Mauvein zu synthetisieren.
1866 zog es Caro wieder nach Deutschland, wo die neuen Chemieunternehmen aufregende Möglichkeiten boten. Von seinem Aufenthalt in England brachte er eine Herangehensweise mit, in der akademische, forschungsbasierte Wissenschaft mit einem Verständnis für die wirtschaftlichen Bedürfnisse der Industrie verschmolzen. Dies erwies sich in seiner Position als erster Forschungsleiter der Badischen Anilin- & Sodafabrik (BASF) in Ludwigshafen als äußerst fruchtbar. Dort gelang es ihm 1876 während Experimenten an einem neuen Zwischenprodukt, ein rein blau färbendes Färbemittel für Baumwolle herzustellen: Methylenblau. Ein Jahr später erhielt BASF für Methylenblau das erste deutsche Reichspatent für einen Teerfarbstoff.
Caro wurde im Anschluss einer der führenden Vertreter der deutschen Chemiebranche. Er trug zur Entwicklung von Patentgesetzen zum Schutz von Erfindungen in der Chemie bei, und seine bahnbrechende Arbeit bei BASF spielte eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der deutschen Teerfarbstoffindustrie. 1884 wurde er Vorstandsmitglied von BASF, bevor er sechs Jahre später in den Aufsichtsrat des Unternehmens wechselte. Er starb 1910 im Alter von 76 Jahren in Dresden.
Und Methylenblau, das anfangs nur als Färbemittel eine wichtige Rolle spielte, hat mittlerweile zahlreiche Anwendungsfelder im medizinischen und hygienischen Bereich.
Als Claude Wischik 1980 an die Universität von Cambridge kam, um dort bei Professor Sir Martin Roth seine Doktorarbeit zu schreiben, forschten Wissenschaftler in aller Welt an der Ursache von Alzheimer – einer Krankheit, unter der viele Millionen Menschen leiden und für die es keine wirksame Behandlung gibt. Dr. Alois Alzheimer, der das Krankheitsbild 1906 erstmals beschrieb, hatte im Gehirn von Erkrankten dicke Bündel aus Fasern entdeckt. Jahrzehnte später stellte Roth eine Verbindung zwischen der Bildung dieser Fasern und dem Ausmaß der Demenz her. Er beauftragte Wischik, diese Faserbündel näher zu erforschen.
Wischik, der in Frankreich geboren und in Australien aufgewachsen war, hatte nicht die Absicht, einmal eine entscheidende Rolle in der Alzheimer-Forschung zu spielen. Seinen ersten Studienabschluss machte er in Mathematik und Philosophie. Zur Medizin kam er nur, wie er selbst sagt, weil die Begegnung mit seiner zukünftigen Ehefrau ihm klarmachte, dass er „eine anständige Arbeit brauchte. Das Problem war nur, dass ich mich mehr und mehr für das Thema zu interessieren begann“, stellt er fest.
Bei seiner Laborarbeit in Cambridge musste Wischik die Fasern zunächst isolieren, erst danach war eine genaue Analyse möglich. Kollegen rieten ihm, Gewebeproben mit den Farbstoffen Alcianblau und Dimethylmethylenblau zu versetzen. Zu Wischiks Überraschung wurden die Fasern dadurch zersetzt. Diese erstaunliche Entdeckung brachte ihn auf eine Idee: Falls man ein Medikament entwickeln könnte, das die Fasern auflöst, wäre damit auch die Grundlage für eine Behandlung von Alzheimer geschaffen? „Der Gedanke hat mich fasziniert“, berichtet er. „Ich habe eine Nacht in der Bibliothek verbracht, um den chemischen Verbindungen nachzugehen. Dabei bin ich auf Methylenblau gestoßen. Entscheidend war, dass es die Fasern ebenfalls auflöst und bereits in der Psychiatrie eingesetzt worden war – das bedeutete, dass es bis ins Gehirn vordringt.“
Wischik fand heraus, dass die Bündel aus Tau, einem Protein, bestehen. Dieses findet sich zwar auch im Gehirn von Gesunden, aber bei Alzheimer-Patienten faltet es sich zusammen und verbindet sich zu Oligomeren, die sich vermehren. Er hoffte, nun einen Weg gefunden zu haben, diese Aggregation der Tau-Proteine zu verhindern. Nun galt es, diese These zu überprüfen.
Gemeinsam mit Investoren gründete er die Firma TauRx und startete eine klinische Phase-II-Studie. Inzwischen hatte er den Lehrstuhl für Psychiatrie an der schottischen Universität von Aberdeen übernommen. Hier begegnete er dem organischen Chemiker Professor John Storey. „Die Rolle von Storey war entscheidend“, erklärt Wischik. „Methylenblau ist ein relativ unreiner Farbstoff. Obwohl er bereits medikamentös angewendet wurde, entsprach seine Verarbeitung bislang nicht den Kriterien für eine Langzeitdosierung. Mithilfe von Storey gelang es uns, eine ausreichend reine Form herzustellen. Diese trägt den Namen rember®.“
Die Phase-II-Studie lieferte beeindruckende Ergebnisse: Das Medikament verzögert den Krankheitsverlauf von Alzheimer um zwei Jahre. Im Moment führt das Team eine internationale Phase-III-Studie durch. Diesmal wird LMTX™ verwendet, eine neuentwickelte, stabile und reduzierte Form des Arzneistoffs. Diese lässt sich leichter aufnehmen und ist besser verträglich.
„Methylenblau war der Grundstein für unsere jetzige Forschung“, sagt Wischik. „Wir hoffen, dass LMTX™ die erste Alzheimer-Behandlung sein wird, die den Verlauf der Krankheit verändert.“
Methylenblau: ein synthetischer Farbstoff mit vielen Talenten
Das blaue Wunder nahm 1886 seinen medizinischen Anfang. Der angehende Arzt Paul Ehrlich beobachtete bei Experimenten ein überraschendes Phänomen: Methylenblau, ein kurz zuvor bei BASF synthetisierter Farbstoff, färbte lebende Nervenzellen blau – so auch den Malaria-Erreger Plasmodium im menschlichen Blut. Daraus schloss Ehrlich, dass sich mit dem Farbstoff möglicherweise Malaria selektiv im Körper bekämpfen ließe. Wenige Jahre später testete er Methylenblau als Arznei gegen das Sumpffieber – mit Erfolg. Erstmals heilte er so eine Infektionskrankheit mit einem synthetischen Wirkstoff. Doch Chinin war bereits als Malariamedikament etabliert, der Farbstoff geriet in Vergessenheit. Erst die zunehmende Resistenz der Malaria gegen die derzeit verabreichten Medikamente änderte daran etwas. Professor Dr. Olaf Müller von der Universität Heidelberg nahm den blauen Farbstoff in den vergangenen Jahren erneut unter die Lupe. Er fand heraus, dass Methylenblau in wichtigen Eigenschaften allen bekannten Malaria-Wirkstoffen überlegen ist. So ist es vermutlich das wirksamste Medikament bei der Hemmung der infektiösen Weiterübertragung. BASF fördert das Projekt der Universität Heidelberg.
