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CiM/sr

„Es gibt keine gescheiterten Experimente“

Im Labor mit Prof. Friedemann Kiefer
Biochemiker Prof. Dr. Friedemann Kiefer ist CiM-Gruppenleiter und einer der drei Direktoren des European Institute for Molecular Imaging der Universität Münster.
© EIMI/M. Kuhlmann

Herr Prof. Kiefer, mit welcher wissenschaftlichen Frage beschäftigen Sie sich aktuell?

Meine Arbeitsgruppe beschäftigt die Frage, wie sich Lymphgefäße bilden und welche Mechanismen sicherstellen, dass sie funktionsfähig bleiben. Lymphgefäße werden während der Entwicklung als ein Gefäßnetz mit ganz charakteristischer Struktur gebildet. Wir wollen gerne verstehen, welche molekularen Mechanismen dafür verantwortlich sind, dass sich dieser Gefäßbaum immer in gleicher Gestalt ausbildet, die dann für die Lymphgefäße prototypisch ist. Was sind die Regulationsmechanismen, die das Gefäßsystem in seiner Struktur und Leistung perfekt an die Organe anpassen?
Ein zweiter Schwerpunkt unserer Forschung liegt in der Untersuchung der Sauerstoffversorgung. Wir versuchen, sichtbar zu machen, ob ein Gewebe an Hypoxie, also an Sauerstoffmangel, leidet. Beispielsweise ein Schlaganfall oder Herzinfarkt können in Folge eines Gefäßverschlusses eine Mangelversorgung des Gewebes mit Sauerstoff verursachen. Das Gewebe reagiert mit einer Entzündung. Dabei wandern Immunzellen ein, die massive Schäden verursachen können. Wie genau Hypoxie und Immunzelleinwanderung zusammenhängen, ist noch nicht verstanden. Wie verteilen sich die einwandernden Leukozyten relativ zur Hypoxie? Was sind die Folgen für die nun ablaufenden Heilungsprozesse? Diesen Fragen wollen wir mit verschiedenen Bildgebungsverfahren nachgehen.

Generell ist es unser Ziel, mehr Information mittels der bildgebenden Verfahren zu gewinnen, als man durch einfaches Betrachten der Bilder erhalten würde. Wir versuchen, alle in den Bilddaten steckenden Eigenschaften oder Parameter des untersuchten Gewebes durch maschinelle Bildanalyse quantitativ zu sammeln und dann in Zusammenhang mit bestimmten biologischen Prozessen zu stellen. Daran arbeiten wir gemeinsam mit Informatikern und Mathematikern. In Bezug auf die Hypoxie hoffen wir, besser zu verstehen, welche Rolle die Entzündung beim Entstehen der folgenden Gewebeschäden hat. In Bezug auf die Lymphgefäße hoffen wir, krankhafte Veränderungen dieses Gefäßsystems viel früher zu erkennen als es durch eine rein visuelle Datenanalyse möglich wäre.

Was macht Sie als Wissenschaftler persönlich aus?

Es ist mein Bestreben, unsere Fragestellungen so gut wie möglich zu erforschen – also Zusammenhänge zu erkennen und diese unter allen Gesichtspunkten und unter Einbeziehung aller Ergebnisse zu untersuchen. Dabei interessiert es mich sehr, über meine eigenen Fachgrenzen hinaus zu blicken. Darunter müssen auch meine Mitarbeiter mitunter „leiden“, weil unsere Forschungsansätze oft die Grenzen bestimmter Felder überschreiten und sie nicht sicher sein können, welche Technologien – zum Beispiel aus anderen Fachbereichen – wir als Nächstes einsetzen werden. Ich bin aber überzeugt, dass mein Team genauso viel Spaß wie ich daran hat, neue Dinge zu entwickeln.

Was ist Ihr großes Ziel als Wissenschaftler?

Beiträge zu leisten, die sich als dauerhaft tragend erweisen. Das mag bedeuten, dass eine Erkenntnis aus unserer Forschung irgendwann einmal in der Klinik zu einer Verbesserung führt, zum Beispiel in Form einer neuen Therapie. So etwas ist zwar immer unsere große Hoffnung; dauerhaft tragend sind Erkenntnisse aber für mich, wenn sie wirklich den Kern des untersuchten Prozesses treffen.

Was ist Ihr liebstes technisches Forschungsspielzeug und was kann es?

Das ist eine quälende Frage, weil ich „instumententechnisch“ nicht auf ein Gerät festgelegt bin. Meine Lieblingsspielzeuge sind sicher die Mikroskope, aber ich kann mich nicht zwischen dem Lichtblattmikroskop und dem Zwei-Photonen-Mikroskop entscheiden. Das eine erlaubt uns, zusammenhängende Strukturen in großen Gewebestücken quasi am Stück darzustellen. Mit dem anderen können wir Zellen und Prozesse in lebenden Organismen untersuchen. Dies sind auch die beiden Geräte, die wir am intensivsten einsetzen.

Erinnern Sie sich an Ihren größten Glücksmoment als Wissenschaftler?

Ich erinnere mich an einige Glücksmomente. Insbesondere an zwei Momente, in denen ich den Eindruck hatte, dass ich etwas verstanden habe, was noch nie jemand anderes vor mir verstanden hat. Das war zum einen, als wir die Funktion eines neu entdeckten Moleküls identifiziert hatten, und zum anderen, als wir einen ganz grundlegenden Mechanismus in der Entstehung von Lymphgefäßen klären konnten. Solche Momente sind die bei weitem befriedigendsten in der Wissenschaft.

Und wie sah Ihr größter Frustmoment aus?

Außerhalb dieser großen Glücksmomente gibt es natürlich viele frustrierende Augenblicke im wissenschaftlichen Leben. Natürlich können wir uns fahrlässiges Scheitern nicht leisten. Aber ich glaube, das Entscheidende als Wissenschaftler ist, dass man eine hohe Frustrationstoleranz entwickeln und wissen muss, dass in jedem scheinbaren Misserfolg eine unglaublich wichtige Information steckt. Wenn ein Experiment technisch sauber ausgeführt wurde, dann gibt es keine gescheiterten Experimente. Es gibt nur solche, die eine Erwartung bestätigen und solche, die sie nicht bestätigen. Wenn etwas nicht so funktioniert, wie man sich das erhofft hat, dann besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es einfach nicht so ist und die Natur es anders konstruiert hat.

Welches wissenschaftliche Phänomen begeistert Sie heute noch regelmäßig?

Das ist die unglaubliche Fähigkeit der Natur, komplexe Lebensformen wie den Menschen mit nur knapp 30.000 Genen zu schaffen – also mit einer sehr überschaubaren Menge an Bausteinen ein extrem kompliziertes Geschöpf zu erzeugen, das sich selbst immer wieder regeneriert und erneuert. Das bedeutet, dass jedes Molekül vielfältigste Funktionen erfüllen muss.

Auf welche große, wissenschaftliche Frage hätten Sie gern eine Antwort?

Wie legt der Körper das Gefäßsystem, insbesondere das Lymphgefäßsystem, an und plant, wie es funktioniert? Ich habe die Vision, dass es irgendwann einmal möglich sein wird, mit der Kenntnis der Bestandteile der befruchteten Eizelle diesen Prozess durch Simulation nachvollziehen zu können und zu untersuchen, wie er mit dem gesamten Organismus zusammenspielt.

Wie viel Kunst, Kreativität und Handwerk steckt in Ihrer Wissenschaft?

Ganz viel Handwerk. Das ist die Basis, um sagen zu können: Ich habe mein Experiment technisch korrekt ausgeführt und kann dem Ergebnis glauben. Ich denke, in unserer Wissenschaft steckt gleichermaßen viel Kreativität, weil wir uns immer durch das, was nicht unsere Erwartung erfüllt, inspirieren lassen, um die Ecke zu denken und neue Ideen zu entwickeln. Und die Kunst ist durch die Natur vorgegeben. Wir müssen sie nur entdecken und – wo immer möglich – sichtbar machen.