Chemie-Nobelpreis kürt wichtiges Basiswissen für Medikamente

Stockholm. Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an den Franzosen Henri Kagan (95) und den Japaner Kenso Soai (76) für entscheidende Grundlagen unter anderem für die Entwicklung von Medikamenten. Das teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit. 

„Henri Kagan und Kenso Soai haben eine Lösung für ein über ein Jahrhundert altes chemisches Rätsel geliefert: wie Homochiralität spontan entstehen kann“, erläuterte der Vorsitzende des Nobelkomitees für Chemie, Heiner Linke. 

Moleküle, die sich wie Spiegelbilder verhalten

Was bedeutet Chiralität? Viele Moleküle wie Aminosäuren existieren als zwei Varianten, die sich wie Spiegelbilder zueinander verhalten - vergleichbar mit der linken und rechten menschlichen Hand. Die beiden Varianten, die sogenannte L- und R-Form, weisen völlig unterschiedliche Eigenschaften auf. In der Natur dominiert jedoch meist eine von ihnen.

An Andockstellen etwa von menschlichen Zellen passt eine Variante eines Moleküls perfekt - wie ein Schlüssel in ein Schloss. Die andere - der seitenverkehrte Schlüssel - passt dagegen nicht und kann das Schloss mitunter gar beschädigen.

Breite Anwendung in der Medizin

Zentrale Bedeutung hat das Prinzip in der Medizin: Viele moderne Medikamente werden inzwischen gezielt als ein einzelnes sogenanntes Enantiomer entwickelt, das die gewünschte Wirkung hat. Die spiegelbildliche Variante, die unwirksam oder unter Umständen sogar toxisch sein kann, wird dagegen möglichst vermieden.

Doch jahrzehntelang ließ sich die Entstehung beider Varianten bei der Herstellung nicht verhindern. Gravierendste Folge dieses Phänomens war wohl der Contergan-Skandal der 1960er Jahre: Während die eine Form des Contergan-Wirkstoffs Thalidomid unter anderem als Beruhigungs- und Schlafmittel verschrieben wurde, führte sein Spiegelbild zu Missbildungen bei ungeborenen Kindern. 

Bei der Arzneiherstellung seien früher immer beide Spiegelbilder entstanden, sagte der Chemiker Matthias Breuning von der Universität Bayreuth. „Ein Skandal wie bei Contergan hätte schon viel früher passieren können. Man wusste es halt einfach nicht.“ Heute werde bei der Medikamentenentwicklung darauf geachtet und etwa auf beide Spiegelbilder getestet.

Kagan, der an der Université Paris-Sud forschte, hatte 1986 eine Möglichkeit zur Beeinflussung chemischer Reaktionen entdeckt. So konnte er einen größeren Überschuss von einem der beiden Spiegelbilder erzeugen.

Großer Nutzen auch in anderen Branchen

Soai von der Tokyo University of Science stellte in einer Veröffentlichung 1995 eine chemische Reaktion vor, die das Potenzial hatte, homochirale Moleküle zu erzeugen. Im Jahr 2003 präsentierte er dann eine Reaktion, bei der tatsächlich nur eine der beiden Varianten gebildet wurde. Abgesehen vom Leben selbst habe noch niemand zuvor dieses Kunststück vollbracht, schreibt das Nobelkomitee.

Nutzen lässt sich das Prinzip - neben der Pharmazeutik - auch in anderen Branchen. So sind etwa viele Duft- und Aromastoffe sowie Pestizide, Herbizide und Fungizide chiral. Die Herstellung der gewünschten Variante in hoher Reinheit steigert nicht nur die Qualität, sondern kann auch Kosten senken.

„Einer der aufregendsten Tage meines Lebens“

„Ich freue mich sehr, diese wunderbare Nachricht zum Nobelpreis erhalten zu haben. Das ist einer der aufregendsten Tage meines Lebens“, sagte Soai, als er aus Japan zur Bekanntgabe nach Stockholm zugeschaltet wurde. Er sei sehr erfreut, sich den Preis mit Kagan teilen zu dürfen.

Für Kagan kommt die Ehrung spät im Leben. Dem französischen Magazin „L’Actualité Chimique“ gestand der Forscher 2013, damit gehadert zu haben, dass er im Jahr 2001 bei einem Nobelpreis für das gleiche Forschungsfeld leer ausging. Damals wurden seine Kollegen William S. Knowles (USA), Ryoji Noyori (Japan) und Barry Sharpless (USA) geehrt.

„Ich neige dazu, Diskretion zu bevorzugen, und fühle mich nicht besonders zum Medienrummel hingezogen, aber es stimmt, dass ich in diesem Moment enttäuscht war“, sagte Kagan.

Deutscher Nobel-Preisträger von 2021 gratuliert 

Kagan ist der drittälteste Preisträger in 125 Jahren Nobelpreis-Geschichte. Älter waren zum Zeitpunkt ihrer Auszeichnung 2019 und 2018 nur Chemie-Nobelpreisträger John Goodenough und Physik-Nobelpreisträger Arthur Ashkin, als sie im Alter von 97 beziehungsweise 96 Jahren geehrt wurden.

„Ich freue mich sehr für die beiden!“, sagte Benjamin List, Direktor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr, der 2021 selbst den Chemie-Nobelpreis für eine Reaktion bekam, bei der ebenfalls nur eines der Enantiomere entsteht. „Es ist ein großes Mysterium, warum in der Biologie immer eine Spiegelbildvariante bevorzugt wird und nicht die andere, die physikalisch betrachtet eigentlich die gleiche Chance gehabt haben sollte.“

Die renommierteste Auszeichnung für Chemiker ist in diesem Jahr mit insgesamt zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert, umgerechnet rund einer Million Euro. Die feierliche Überreichung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.