Auf Steckenpferden zu den INKAs

Nach dem Ingenieurstudium absolvierte Rainer Landes noch ein Studium der Medizintechnik an der Universität Magdeburg. Mit der Aufnahme in den Stamm der "INKAs" kam die Motivation zur Promotion – und 2018 gewann er sogar einen Innovationspreis.

Unspektakulär grau steht eine Plastikbox auf dem Labortisch von Rainer Landes. Das Logo der Forschungsgruppe „INKA – Intelligente Katheter“ klebt darauf, in ihrem Inneren steckt eine leuchtende Erfindung im wahrsten Sinne. „Filterfluorometer“ heißt das Gerät, abgeleitet von Fluoreszenz. Auf seinem Entwicklungsweg zum klinischen Einsatz bei der Tumorbehandlung hat dieser Prototyp schon Lorbeeren eingesammelt.

Ende 2018 wurde das INKA-Projektteam "LIMOTREAT – Light system to monitor and treat“ mit dem Hugo-Junkers-Preis für Forschung und Innovation aus Sachsen-Anhalt ausgezeichnet. LIMOTREAT ist das Promotionsthema von Rainer Landes.

Vor einem Poster präsentiert Rainer Landes sein Promotionsthema.

„Light system to monitor and treat“ – LIMOTREAT heißt das Promotionsthema des INKA-Mitarbeiters Rainer Landes.

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Als Doktorvater betreut ihn Michael Friebe, Inhaber der INKA-Stiftungsprofessur. „2019 wird das Jahr der Promotionsverteidigung sein. Ganz sicher“, bestätigt der Doktorand entschieden durch sein Kopfnicken.

Ein eigenes Forschungsreich

Ziel der Forschung ist eine neue Methode zur individualisierten Bestimmung des Bestrahlungszeitpunktes für die Photodynamische Therapie, kurz PDT. Sie funktioniert vor allem bei der Oberflächenanwendung in der Dermatologie sehr gut, indem von einer Lichtquelle zusammen mit einem Pharmazeutikum Sauerstoffradikale erzeugt werden, die Krebszellen töten können.

„Mit Hilfe des neuen LIMOTREAT-Verfahrens soll es den Medizinern gelingen, auch die bisher schwer behandelbaren tiefer liegenden Tumoren zu erreichen und zu zerstören“, erklärt Rainer Landes und klappt den Deckel der grauen Box auf. In dem Moment steckt Marco Kalmar den Kopf durch den Türspalt, wünscht ein erfolgreiches neues Jahr. Er wird hereingewunken und schaut ebenfalls in die Box. Er interessiert sich für die Montage von Laser, Strahlteilern und Filtern.

Leuchtendes Reagenzglas im Dunkeln

Das LIMOTREAT-Verfahren bringt Krebszellen zum Leuchten.

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Beide Nachwuchswissenschaftler gehören zum INKA-Team der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Kalmar kommt aus dem Maschinenbau und tauscht sich gern mit Rainer Landes aus, so „unter Ingenieuren“.

„Meine Eltern hätten es gern gesehen, dass ich wie meine drei älteren Geschwister Mathematik studiere“, erzählt Rainer Landes und bezeichnet sich lächelnd als Rebell, als Ausbrecher. Er wollte nicht auf Nummer sicher gehen und von der familiären Wissensbank profitieren. Schon als Kind baute er sich sein eigenes Forschungsreich auf – das Kinderzimmer im Elternhaus in Bielefeld wurde Schritt für Schritt zum Labor. Unter dem Mikroskop untersuchte er die selbst hergestellten Präparate aus Proben pflanzlicher Materialien, aus dem Flusswasser, aus dem eigenen Blut ...

Auf der Suche nach Herausforderungen

Während er erzählt, schaltet Rainer Landes seinen Fluorometer ein und lässt das Ende einer optischen Faser blau leuchten. In einen Katheter integriert, kann sie auch in tief liegende Gewebeschichten vordringen. „Wir messen in den Wellenlängen des sichtbaren Lichts zwischen 400 und 700 Nanometern“, erklärt er und richtet die Faser auf ein Röhrchen mit klarer Flüssigkeit. Die strahlt jetzt rotes Lichtes ab. An dessen Intensität, so Landes, könne man die Konzentration des Inhaltsstoffes ablesen.

Im Gespräch: Marco Kalmar und Rainer Landes

Maschinenbauer Marco Kalmar (l.) interessiert sich für den Aufbau des Filterfluorometers von Rainer Landes.

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Im konkreten Fall handelt es sich um das für den Energiestoffwechsel der Zelle wichtige Porphyrin. „Im Gegensatz zu gesunden Zellen verhindert ein bestimmter Prozess in Tumorzellen, dass Porphyrin zu Häme, dem zentralen Bestandteil des Hämoglobins, umgewandelt wird“, erklärt der Wissenschaftler und dass sich im LIMOTREAT-Verfahren die kranke Zelle „leuchtend“ von der gesunden Zelle unterscheiden lässt. Landes zieht den logischen Schluss: „Wenn Ärzte die Ansammlung von Porphyrin in den Krebszellen in Echtzeit messen können, dann können sie auch den optimalen Zeitpunkt für eine effektive Bestrahlung bestimmen.“ Er habe viel dazu geforscht, sagt der 37-Jährige, der sein Alter gar nicht so gern nennt. Andere Doktoranden seien viel jünger. Andererseits komme ihm sein vorangegangenes Studium zum Diplomingenieur für Bio- und Nanotechnologie jetzt fachlich sehr zugute. Weil er nach dem Studium in Iserlohn nicht die ersehnte berufliche Herausforderung fand, entschied sich Landes 2013 für ein zusätzliches Masterstudium der Medizintechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

Softwareprogramm selbst geschrieben

Als Wahl-Magdeburger mit inzwischen eigener Wohnung in der Elbestadt sei er in seiner Familie auch der erste Abtrünnige, der in ein anderes Bundesland „auswandert“. Sich in ein großstädtisches Leben zu stürzen, würde denn aber doch nicht zu ihm passen, gesteht Rainer Landes seinen Hang zur Beschaulichkeit – sicher auch im Sinne von „Überschaubarkeit“. Da sei ihm Sachsen-Anhalts Landeshauptstadt am Fluss und mitten im Grünen gelegen geradezu sympathisch. „So sehr trubelig muss es in meinem Leben gar nicht zugehen“, sagt er und spricht von seinen Steckenpferden. Es wundert nicht: Das sind genau die, mit denen er auch beruflich unterwegs ist.

Der Filterfluorometer wandelt Stoffkonzentrationen in grafische Bilder um.

Rainer Landes hat das Softwareprogramm geschrieben, mit dem der Filterfluorometer die gemessene Porphyrin-Konzentration in grafische Bilder umwandelt.

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Dabei dem Stamm der INKAs zu begegnen, sei ein wahrer Glücksfall gewesen, betont der Doktorand und nennt als Förderer allen voran Alfredo Illanes. Von dem promovierten Experten für Signalanalyse könne er sehr viel lernen. Im Ergebnis der guten Zusammenarbeit beispielsweise konnte Rainer Landes selbständig das Softwareprogramm schreiben, mit dem der Filterfluorometer die gemessenen Daten in grafische Bilder umwandelt. Landes zeigt die Kurve, die eine hohe Konzentration von Porphyrin anzeigt.

Natürlich müsse die Signalverarbeitung verlässlich funktionieren, bevor das Gerät zur Diagnose und zur Überwachung des Zellstoffwechsels in Echtzeit und schließlich zur individuellen Therapie eingesetzt werden könne.  

2020 ist eine Jahreszahl, die Rainer Landes da im Fokus hat. Bis dahin, sagt er, soll das Gerät von seiner jetzigen Größe einer Einkaufsbox auf die Maße eines Smartphones geschrumpft sein.