• Dr. Ludger Wess

Nervenkitzel.

Medizintechnik. Weltweit erleiden 400000 Menschen jedes Jahr eine Querschnittslähmung. Bislang war dies gleichbedeutend mit einem Leben im Rollstuhl. Nun hat der Schweizer Neurowissenschaftler Grégoire Courtine einen Weg gefunden, das Rückenmark beim Transport von Informationen aus dem Gehirn an die Muskulatur zu umgehen. Und abgetrennte Nerven direkt zu stimulieren. Bei Ratten funktioniert die Methode schon. Lässt sich so die Bewegungsfähigkeit querschnittsgelähmter Patienten ebenfalls wiederherstellen, wäre dies eine medizinische Sensation – und für seine Firma G-Therapeutics sowie dessen Investoren ein großer ökonomischer Erfolg.

Für Grégoire Courtine stellte die persönliche Begegnung mit „Superman“ im Jahr 2004 den entscheidenden Wendepunkt seines Lebens dar. „Ich war damals knapp 30, Postdoktorand am Hirnforschungsinstitut der University of California in Los Angeles und zugleich Mitarbeiter der Christopher und Dana Reeve Stiftung“, erzählt der Neurowissenschaftler und Inhaber des Lehrstuhls für Rückenmarkswiederherstellung an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL).

Der Schauspieler Christopher Reeve, bekannt durch die Darstellung des Comic-Helden Superman, war seit einem Reitunfall im Jahr 1995 querschnittsgelähmt und setzte sich seither mit großem persönlichem und finanziellem Engagement für die Erforschung von Therapien dieser Verletzung ein. „Gegen Ende eines Routinetreffens in der Stiftung beschwor uns Christopher Reeve: ‚Sie müssen pragmatischer werden! Schauen Sie heute nach der Arbeit im Rehabilitationszentrum vorbei und sehen Sie sich die verletzten Menschen an. Wie sie darum kämpfen, einen Schritt zu tun. Wie sie sich anstrengen, ihre Position zu halten. Und wenn Sie dann nach Hause gehen‚ denken Sie bitte darüber nach, was Sie am nächsten Tag an Ihren Forschungsprojekten ändern müssen, um das Leben dieser Menschen zu erleichtern.‘“

Diese Worte hinterlassen einen tiefen Eindruck bei Courtine. Am nächsten Tag beginnt er, darüber nachzudenken, was grundlegend in der Forschung zu Therapien von Querschnittslähmungen schiefläuft. „Damals versuchten alle, die abgetrennten Nerven auf irgendeine Art und Weise zu veranlassen, Anschluss an das Rückenmark zu suchen. Das wurde mit Wachstumshormonen, Medikamenten oder Stammzellen probiert. Aber nichts funktionierte. Plötzlich hatte ich diese Idee. Etwas aufgeregt klopfte ich an die Tür meines Chefs Reggie Edgerton. Er hörte sich alles an und sagte dann mit einem leichten Lächeln: ‚Warum versuchst du es nicht einfach‘?“ Seit diesem Tag verfolgt Grégoire Courtine einen anderen Ansatz als seine Kollegen. Er setzt an der Erkenntnis an, dass die abgetrennten Nerven selbst Jahre nach der Durchtrennung des Rückenmarks noch funktionsfähig sind. Was, wenn sich dieses Nerven-Netzwerk elektrisch und chemisch von außen so stimulieren ließe, wie es das Gehirn von innen macht?

Sechs Jahre arbeiteten Courtine und seine Mitarbeiter an einer elektrochemischen Neuroprothese, die abgetrennte Nervenstränge am Rückenmark mit allem versorgen sollte, was sie benötigen, um wieder zu reagieren.

„Das Gerät überzieht den abgetrennten Nervenstrang im Rückenmark mit einer Art künstlicher Haut, in der feinste Elektroden stecken“, erklärt der Wissenschaftler: „Diese Elektroden leiten elektrische Signale an die Nerven weiter. Darüber hinaus führten wir bei den Tests mit Ratten den Nerven die chemischen Neurotransmitter zu, die im Körper für die Erregung und Weiterleitung von Signalen nötig sind. Wir haben die Nerven sozusagen mit Treibstoff und einer Steuervorrichtung versorgt und konnten damit das schlafende neuronale Netzwerk tatsächlich wieder aufwecken.“

Es ist der erste Schritt. In den folgenden Forschungen zeigt sich, dass dieses neuronale Netzwerk einen hohen Grad von Autonomie aufweist. „Ganz unabhängig vom Gehirn kann es Muskeln koordinieren und Entscheidungen treffen, wenn ihm entsprechende Reize zugeführt werden, stehen, gehen, das Tempo anpassen, anhalten.“

Tatsächlich bewegt eine querschnittsgelähmte Ratte, wenn sie in einer Art Trageschlaufe über eine Fläche gezogen wird, mithilfe dieser Vorrichtung ihre Beine im Takt. Sie passt die Gangart an das Tempo der Trageschlaufe an und stoppt die Bewegung der Beine, wenn die Vorrichtung anhält.

„Einerseits war ich total begeistert. Die Vorrichtung funktionierte und wir konnten einem neuronalen Netzwerk, das fast wie ein ,Rückenhirn‘ funktionierte, bei der Arbeit zuschauen“, erinnert sich Courtine: „Aber dann hat mich das auch sehr traurig gemacht. Denn diese Bewegungen waren absolut unfreiwillig. Das Gehirn des Tieres hatte keinerlei Kontrolle darüber. Es funktionierte alles als Reaktion auf die Bewegung der Vorrichtung.“

Diese Erkenntnis war frustrierend: Dieselbe Ratte, die wenige Minuten zuvor wunderbar gelaufen war, konnte bewusst nicht einen einzigen Schritt unternehmen. Doch Courtine und sein Team gaben nicht auf. Sie bauten einen Miniroboter für die Ratte, der sie hielt, sie stützte und ihr erlauben sollte, alles zu tun, um das neuronale Netzwerk irgendwie von ihrem Gehirn aus zu stimulieren. Da der Roboter 80 Prozent des Körpergewichts der Ratte hielt, würden selbst kleinste Bewegungsimpulse aus dem Hirn, die das abgetrennte Netzwerk erreichen, Reaktionen zeigen. Die Forscher hofften, dies würde es dem gelähmten Tier ermöglichen, einen Weg zu finden, die Kontrolle über seine Bewegungen zurückzuerlangen.

Das lange Undenkbare gelang. Nach einigen Monaten des Trainings war die Ratte tatsächlich in der Lage, zu stehen und sich auf eine Belohnung – Schweizer Schokolade – hinzubewegen. „Uns war die erste Wiederherstellung bewusster Bewegungen nach einer experimentell erzeugten Querschnittslähmung gelungen“, erläutert Courtine. Danach machte das Tier rasche Fortschritte. Schließlich konnte es sich nicht nur in der Ebene bewegen, sondern war auch dazu fähig, Treppenstufen hochzuklettern. „Das war ein sehr emotionaler Moment. Es hatte zehn Jahre gedauert, dieses Ziel zu erreichen.“

Wie war das möglich? Das Team aus Neurobiologen und -chirurgen, Ingenieuren, Physiotherapeuten und Softwarespezialisten fand heraus, dass dieses stetige Training mithilfe des Roboters das Gehirn und das „Rückenhirn“ veranlasste, neue Nervenausläufer zu bilden, mit denen die Kontrolle der Extremitäten durch das Hirn wieder möglich wurden.

Das Aufregende dabei: Es kam nicht nur am Rückenmark, sondern auch an anderen Stellen des Zentralnervensystems zu neuen Verbindungen, so zum Beispiel auch im Hirnstamm, wo sich die Intensität der Fasern, die vom Hirn kommen, um bis zu 300 Prozent erhöhte. „Es zeigt, wie stark dieses Training und das konstante Feedback über kleinste Bewegungen das Nervensystem stimuliert, neue Nervenfasern zu bilden, um die Kontrolle über die Bereiche jenseits der Verletzung wiederzuerlangen“, sagt Courtine. „Alles, was wir tun, ist, dem Gehirn dabei zu helfen, sich selbst zu helfen.“

Am Ende des Trainings hatte das Gehirn des Tieres es geschafft, wieder eine Verbindung zu den zuvor durch die Verletzung abgetrennten neuronalen Netzwerken herzustellen, um so die Bewegung seiner Beine zu koordinieren. 2012 publiziert „Science“ die bahnbrechende Studie.

Nun ist für Courtine die Zeit gekommen, den nächsten Schritt zu tun. Menschen mit Querschnittslähmung sollen wieder laufen lernen. Dazu entwickelt er mit seinem Team einen Roboter, der beim Menschen bis zu 100 Prozent des Körpergewichts tragen kann. Sensoren unter den Fußsohlen und optische Markierungen an den Beinen sollen Feedback geben und den Patienten beim Training unterstützen. „Der Weg war klar. Aber um das System ausgiebig zu testen und zur Anwendungsreife zu entwickeln, sind Summen erforderlich, die das Finanzbudget eines Universitätsinstituts weit überschreiten. Ich musste ein Unternehmen gründen und Investoren begeistern, um die Finanzierung zu stemmen.“

Erste Unterstützung erhält die Firma durch Forschungsbeihilfen zahlreicher Schweizer und europäischer Institutionen. Der Durchbruch gelingt aber erst, als Courtine einen erfahrenen Manager aus der Medizintechnikindustrie mit an Bord holen kann – Sjaak Deckers. Der ehemalige CEO des Philips-Spinouts Sapiens, das 2014 von Medtronic übernommen wurde, ist Spezialist für die Tiefenhirnstimulation – eine Methode, die bei Parkinsonpatienten angewandt wird, um ihnen zitterfreie, koordinierte Bewegungen zu ermöglichen. Deckers weiß also, wie schwierig die gezielte Stimulation von Nerven ist.

„Ich war anfangs sehr skeptisch“, erzählt Sjaak Deckers heute: „Das Team hatte keinerlei Erfahrung damit, sich Investoren zu präsentieren oder einen Businessplan zu schreiben. Aber ein Besuch im Labor der Forscher änderte alles. Ansatz und Technologie haben mich begeistert, und ich war sofort einverstanden, CEO zu werden.“

Deckers weiß, dass er Investoren mit sehr langem Atem braucht. „Ich habe in meinem Netzwerk nach entsprechenden Geldgebern gesucht: Evergreenfunds oder frisch aufgelegte Venture-Fonds, die auch in ein paar Jahren noch Kapital nachschießen können.“ Der Manager plädiert auch dafür, das Unternehmen in den Niederlanden zu gründen: „Dort gibt es ein besseres Netzwerk für junge Medizintechnikfirmen als in der Schweiz, wo Investoren Pharma und reifere Firmen bevorzugen. Zudem sind die Gehälter niedriger und es gibt dank attraktiver Innovationsdarlehen der Regierung gute Starthilfen für neue Firmen.“ Die Forschung wird in der Schweiz bleiben. Die Fertigung der Roboter und Neuroprothesen soll in den Niederlanden stattfinden.

G-Therapeutics – das „G“ steht für den englischen Begriff „gait“, also das Muster der Bewegung, den Gang – wird im Dezember 2014 in der Schweiz gegründet; erste Investoren sind neben Courtine und Deckers einige weitere Mitarbeiter, Professoren der EPFL sowie ein Neurochirurg. In weniger als einem Jahr finden sich vier Wagnisfinanzierer: Wellington Partners, LSP, INKEF Capital und Gimv investieren gemeinsam 26 Millionen Euro, das niederländische Wirtschaftsministerium gibt zusätzlich ein Darlehen in Höhe von zehn Millionen. Mit dem Abschluss dieser Finanzierungsrunde wird G-Therapeutics eine niederländische NV und die Schweizer SA deren Tochterunternehmen. Das unternehmerische Ziel: die Neuroprothese zu optimieren, Zulieferer auszuwählen und einen Prototypen fertigzustellen, sodass eine klinische Studie für die nötige CE-Zertifizierung beginnen kann.

„Mit diesen 36 Millionen Euro unterstützen wir erstens eine Pilotstudie, die das EPFL und das Klinikum der Universität Lausanne an acht Patienten durchführen wird und zweitens entwickeln wir mit einer anderen Firma den Roboter zu einem serienreifen Produkt“, sagt Deckers. „Wir möchten bereits in diesem Jahr damit beginnen, aber es wird noch ein langer Weg, bis wir die Studie zum Abschluss bringen können.“

Falls sie erfolgreich verläuft, sind weitere Investitionen nötig. „Es geht ja nicht nur darum, die Neuroprothese und den passenden Roboter zu entwickeln“, so Deckers. „Die Geräte nutzen nichts, wenn sie nicht von dem entsprechenden Training, von Physiotherapie und einem gesamten Rehabilitationskonzept begleitet werden. Außerdem brauchen die Patienten zusätzlich mentale Unterstützung, um ihre Ziele zu visualisieren, die Geduld zu behalten und etwaige Rückschläge zu verdauen.“ Um dies zu ermöglichen, seien spezialisierte und qualifizierte Rehabilitationszentren nötig – am besten natürlich in vielen Regionen, um die Wege kurz zu halten. „Dafür suchen wir Sponsoren“, sagt Deckers, „Menschen mit Vermögen, die solche Zentren bei der Gründung, bei der Ausstattung mit dem Robotersystem, dem Training des Personals unterstützen. Wir setzen auf Menschen, die mehr als 50 000 Euro für eine solche Förderung geben können.“

Für den Anfang hofft Deckers auf Unterstützung für fünf bis sechs solcher Zentren, in denen die Studienpatienten gepflegt und trainiert werden können. „Die Zuwendungen können direkt an die Zentren geleistet werden“, sagt er, „als Forschungsbeihilfen. Auch die EPFL nimmt solche Spenden entgegen.“ Eine Unternehmensbeteiligung von Privatleuten oder Family Offices ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht vorgesehen. „Aber wer unsere Ziele unterstützen will, ist jederzeit willkommen und kann sich gern mit mir in Verbindung setzen.“

„Stellen Sie sich vor“, sagt Courtine, „ein Mensch, der bei einem Unfall eine Querschnittslähmung erlitten hat, erhält ein paar Wochen später ein Implantat, das einen personalisierten Medikamentencocktail an die abgetrennten Nerven bringt und sie mit elektrischen Impulsen stimuliert. Nach ein paar Monaten Training mit einem Unterstützungssystem kommt es zum Wachstum von Nervenfasern. Diese stellen den Anschluss an das Gehirn her, das dann wieder die Kontrolle übernehmen kann. Und am Ende der Behandlung kann sich der Mensch vielleicht auch ohne den Roboter und ohne die neuropharmakologische Unterstützung wieder bewegen!“

Allein das wäre schon eine Sensation – doch in diesem Ansatz steckt noch viel mehr. Falls Courtines Idee funktioniert, gibt es vielleicht auch Hoffnung für Menschen mit anderen neurologischen Erkrankungen wie Multiple Sklerose oder Schlaganfall. „Ich kann mir vorstellen“, überlegt der Forscher, „dass unsere elektrochemischen Neuroprothesen irgendwann auch anderswo im Körper angebracht werden können – je nach Erkrankung im Gehirn oder den Extremitäten. Und zwar nicht, um die verloren gegangene Funktion zu ersetzen. Sondern um dabei zu helfen, dass der Körper sich selbst wieder in die Lage versetzt, die Kontrolle zu übernehmen.“

Aber das sei derzeit nicht das Ziel von G-Therapeutics, sagt Deckers: „Für uns zählt die Behandlung der Querschnittslähmung. Wir wollen, dass diese Menschen wieder gehen können.“ Christopher Reeve starb 2004. Vielleicht wird einer seiner Stipendiaten Jahre später seine Hoffnungen erfüllen. ®

Autor: Dr. Ludger Wess