„Proteine werden in der Zelle auf natürliche Weise umgewandelt“, sagt Prof. Nowak, der solche Recycling-Prozesse zur Entdeckung neuer Arzneistoffe nutzen will. Eiweiße werden durch das so genannte Ubiquitin-Proteasom-System abgebaut. Spezielle Enzyme, die so genannten E3- Ligasen, binden fehlgefaltete und dysfunktionale Protein und markieren sie mit Ubiquitin für die Zerstörung durch das Proteasom - ein zelluläres Abfallentsorgungssystem, wo die Proteine in Stücke gehackt und recycelt werden. Proteolyse-Chimären (PROTACs) oder molekulare Klebstoffabbauer können diesen natürlichen Abbauprozess aushebeln und auf Proteine lenken, die bisher als nicht therapeutisch angreifbar galten. Die hantelförmigen PROTACs verkleben über ihre beiden Bindungsarme das Zielprotein mit der E3-Ubiquitin-Ligase und ermöglichen so die Übertragung von Ubiquitinen und den anschließenden Abbau durch das Proteasom. „Wir nennen dieses einen gezielten Proteinabbau. Denn wir können jetzt PROTACs entwickeln oder molekulare Klebstoffabbauer finden, mit denen wir spezifisch Proteine angreifen können, die bisher nur schwer zu bekämpfen waren“, sagt Prof. Nowak.
Sein Traum ist, zur Entdeckung neuer Medikamente beizutragen
Mit seinem Team will er herausfinden, wie auf diesem Weg Proteininteraktionen innerhalb einer Zelle zu therapeutischen Nutzen umgestaltet werden können. „Das Gefühl, dass wir etwas Neues entdeckt haben, ist spannend. In der aktuellen Forschung ist die Entdeckung eine Teamleistung und das macht sie so besonders“, sagt Prof. Nowak. Daher möchte er langfristig am UKB und an der Universität Bonn ein Netzwerk schaffen, das sich auf verschiedene Aspekte der Arzneimittelentdeckung konzentriert. Es soll Kliniker, Grundlagenforschende und den Biotechnologiesektor einbeziehen, um Forschung zu organisieren und in Richtung therapeutische Entwicklung zu führen. „Da ich am UKB in ein Krankenhaus eingebettet bin, finde ich es besonders wichtig, mich auf Forschung zu konzentrieren, die ein translationales Potenzial hat. Die Entdeckung von Arzneimitteln ist ein anspruchsvoller und manchmal langwieriger Prozess, der jedoch immer mit einer grundlegenden Entdeckung und häufig mit einem chemischen oder biologischen Werkzeug beginnt. In meinem Labor, das sich auf den gezielten Abbau von Proteinen und die durch kleine Moleküle induzierte Nähe konzentriert, möchte ich diese neuartigen Technologien entwickeln, neue Wirkmechanismen kleiner Moleküle entdecken und sie für das therapeutische Potenzial weiterentwickeln“, sagt Prof. Nowak.
Gerne ist der Biochemiker nach Bonn gekommen, da das UKB und die Universität Bonn eine Reihe herausragender Forschungsgruppen mit starkem Schwerpunkt auf der Immunologie zusammengestellt haben. „Die Kombination von Immunologie mit Spitzentechnologien wie Chemie, Proteomik, Nanokörpern, Strukturbiologie oder Gen-Editierung passt perfekt zu meinem Fachwissen über gezielten Proteinabbau, induzierte Nähe und die Entdeckung kleiner Moleküle für Medikamente“, sagt der Vater von drei Kindern, der in seiner Freizeit reist und Sport treibt - Skifahren oder Radfahren. Gerne würde er zum Segelfliegen zurückkehren - eines seiner Hobbys aus der Universitätszeit.