Paul Ehrlich: Der Chemiker, der auf Krankheiten zielte

Die Verbindung 606 wurde 606 genannt, weil sie das sechshundertsechste Arsenderivat war, das das Labor von Paul Ehrlich synthetisiert und getestet hatte. Die meisten Forscher hätten bei den niedrigen Hunderten aufgehört. Ehrlich tat dies nicht, und 1909 fand er mit seinem japanischen Assistenten Sahachiro Hata dasjenige, das die Spirochaeten der Syphilis abtötete, ohne den Patienten zu töten. Er argumentierte seit Jahren, dass so etwas existieren müsse – eine Zauberkugel, eine magische Kugel, eine Substanz, die den Parasiten aufspürt und den Wirt ignoriert. Salvarsan gab ihm recht und begründete die Chemotherapie.

Farbstoffe

Ehrlich wurde am 14. März 1854 in Strehlen, Schlesien, als Sohn von Ismar Ehrlich, einem Gastwirt, Destillateur und Führer der lokalen jüdischen Gemeinde, geboren. Er studierte ab 1872 Medizin in Breslau, dann in Straßburg, Freiburg und Leipzig und promovierte 1878 bei Julius Cohnheim mit einer Dissertation über „Beiträge zur Theorie und Praxis der histologischen Färbung“.

Dieser Titel enthält seine gesamte Karriere im Keim. Deutschland hatte in den 1870er Jahren die weltweit fortschrittlichste synthetische Farbstoffindustrie, und Ehrlich war fasziniert von einer Tatsache, die die Industrie als technische Belästigung behandelte: Farbstoffe sind selektiv. Ein gegebener Farbstoff färbt eine Art von Zelle und lässt ihre Nachbarzelle unberührt. Für Ehrlich war dies keine Belästigung, sondern eine Botschaft. Selektivität implizierte Affinität; Affinität implizierte spezifische chemische Strukturen auf der Zelle, an die der Farbstoff band; und wenn ein Molekül eine bestimmte Zelle in einem Gewebe finden konnte, dann konnte im Prinzip ein Molekül gebaut werden, um einen bestimmten Parasiten in einem Körper zu finden.

Der unmittelbare Ertrag war praktisch. Seine Färbemethoden ermöglichten es zum ersten Mal, die verschiedenen weißen Blutkörperchen zu unterscheiden, was effektiv die Hämatologie als diagnostische Disziplin schuf; er entdeckte Mastzellen; und 1881 produzierte er Ehrlichs Reagenz, einen Test, der Typhus von gewöhnlichem Durchfall unterschied. Er habilitierte 1886 an der Charité in Berlin und trat 1891 in das Institut für Infektionskrankheiten von Robert Koch ein.

Seitenketten

Aus derselben Intuition entstand seine Immunitätstheorie. Ehrlich schlug vor, dass die Zelle Oberflächenstrukturen trägt – Seitenketten –, die durch chemische Passgenauigkeit an Toxine binden, und dass eine durch ein Toxin stimulierte Zelle diese Seitenketten überproduziert, die in das Blut abgegeben werden und als frei schwebende Bindemittel zirkulieren. Diese zirkulierenden Seitenketten sind Antikörper.

Das spezifische Bild wurde überholt. Die Kernidee jedoch nicht: dass Immunität eine Angelegenheit komplementärer molekularer Formen ist, die ineinandergreifen, und dass die Zelloberfläche Rezeptoren trägt, die der Kontaktpunkt zwischen einem Körper und allem sind, was auf ihn wirkt. Das ist das konzeptionelle Fundament der Rezeptorpharmakologie, also der meisten heute verwendeten Medikamente.

Die Theorie hatte auch eine unmittelbare kommerzielle Anwendung. Ab 1894 arbeitete Ehrlich mit Emil von Behring am Diphtherie-Antiserum, und es war Ehrlich, der das Problem löste, das zwischen der Entdeckung und dem Medikament stand: wie man die Wirksamkeit eines Serums misst, damit ein Arzt eine bekannte Dosis geben kann. Die Standardisierung machte die Massenherstellung möglich. Behring soll Ehrlich Berichten zufolge dann von den Gewinnen ausgeschlossen haben, und die Freundschaft erholte sich nie vollständig.

Frankfurt und der 606. Versuch

1896 erhielt Ehrlich sein eigenes Institut für Serumforschung und -prüfung in Berlin-Steglitz; 1899 zog es nach Frankfurt um und wurde zum Institut für Experimentelle Therapie, und ab 1906 leitete er auch das Georg-Speyer-Haus. Dort baute er etwas, das es vorher nicht gab: ein Screening-Labor im industriellen Maßstab, eine Maschine zur Synthese chemischer Varianten und deren nacheinander erfolgender Testung an infizierten Tieren.

Methylenblau, ein gewöhnlicher Textilfarbstoff, zeigte Aktivität gegen Malariaparasiten. Trypanrot griff die Trypanosomen der Schlafkrankheit an. Dann folgten die Arsenverbindungen und die lange Mühsal durch die Hunderte. Die Verbindung 606, Arsphenamin, wurde infizierten Kaninchen und dann Patienten verabreicht; Hoechst vermarktete es ab Ende 1910 als Salvarsan, das besser verträgliche Neosalvarsan folgte 1912. Gemeinsam blieben sie die Standardbehandlung für Syphilis – eine Krankheit, die Europa vier Jahrhunderte lang entstellt, in den Wahnsinn getrieben und getötet hatte –, bis in den 1940er Jahren das Penicillin aufkam.

Der Erfolg war nicht bequem. Salvarsan war toxisch, schwierig zu verabreichen und forderte Opfer; Ehrlich sah sich öffentlichen Angriffen und Anschuldigungen gegenüber, einige davon von Moralisten angetrieben, die sich generell dagegen aussprachen, eine Geschlechtskrankheit zu heilen. Er teilte sich 1908 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin mit Élie Metchnikoff „in Anerkennung ihrer Arbeit über Immunität“, nachdem er bereits 1903 die Große Goldene Medaille für Wissenschaft erhalten hatte. 1911 wurde er zum Geheimen Rat ernannt, der höchsten preußischen zivilen Auszeichnung; 1914 erhielt er den Cameron Prize in Edinburgh und eine volle Professur in Frankfurt.

Warum Paul ein Genie genannt wird

Ehrlichs ausgeprägtes Merkmal war die analoge Reichweite – die Fähigkeit, ein Prinzip intakt aus einem Bereich in einen völlig anderen zu übertragen und festzustellen, dass es immer noch tragfähig ist. Er beobachtete, dass ein Farbstoff eine Zelle auswählt und eine andere übergeht, und aus dieser gewöhnlichen Labortatsache leitete er über drei Jahrzehnte hinweg sowohl eine Theorie darüber ab, wie das Immunsystem einen Eindringling erkennt, als auch ein Programm zum Bau von Medikamenten, die einen Erreger erkennen. Die gleiche Idee der spezifischen chemischen Affinität untermauert die Seitenkettentheorie, die Standardisierung des Antiserums, das Rezeptorkonzept und Salvarsan. Wenige Wissenschaftler haben so viel aus einer einzigen Erkenntnis herausgeholt, und noch weniger hatten die Ausdauer, eine Erkenntnis in 606 nummerierte Experimente umzusetzen.

Der Gegenfall ist real. Die Seitenkettentheorie, wie er sie formulierte, ist im Detail falsch. Salvarsan war eine gefährliche Verbindung, deren Toxizität er in der Öffentlichkeit herunterspielte und deren Ruf zu Recht angefochten wurde. Die Screening-Methode, brillant als Entdeckungsmotor, war eher systematischer roter Gewalt als eleganter Deduktion näher – eine Kritik, die zu seiner Zeit geäußert wurde, und er war weitgehend bereit, sie zu akzeptieren, da es darum ging, das Medikament zu finden. Und 1914 unterschrieb er das Manifest der 93, die berüchtigte Erklärung deutscher Intellektueller zur Verteidigung des Vorgehens ihres Landes im Krieg. Er war ein großer Wissenschaftler, kein Heiliger, und die Größe liegt genau in der Weigerung, bei 605 aufzuhören.

Vermächtnis

Er heiratete 1883 Hedwig Pinkus; sie hatten zwei Töchter, Stephanie und Marianne. Er erlitt am 17. August 1915 einen Herzinfarkt und starb drei Tage später in Bad Homburg im Alter von 61 Jahren; Kaiser Wilhelm II. schrieb über seinen „unvergänglichen Ruhm und den Dank sowohl seiner Zeitgenossen als auch der Nachwelt“. Deutschlands Bundesinstitut für Impfstoffe trägt seinen Namen, ebenso wie eine Bakteriengattung, ein Mondkrater und einer der führenden Preise der deutschen Medizin. Die Phrase, die er prägte – die Zauberkugel – ist immer noch die Standard-Kurzform für das, was die Pharmakologie zu bauen versucht.