Neue Antibiotika aus dem Korallenriff

Infektionskrankheiten sind nach Untersuchungen der Weltgesundheitsorganisation WHO immer noch die Todesursache Nummer Eins. Während in den armen Ländern Menschen an Malaria, Tuberkulose, Durchfallerkrankungen und anderen Infektionen sterben, bedrohen multiresistente Keime, die vermehrt in Krankenhäusern auftreten, auch die Bevölkerung in den Industrieländern.

Auf der fieberhaften Suche nach neuen Substanzen, bieten sich Lebewesen aus dem Meer an. Mit an der Suche beteiligt ist das Forscherteam um die Infektionsbiologin Ute Hentschel vom Zentrum für Infektionsforschung an der Universität Würzburg.

„Besonders die Meeresschwämme sind als reichhaltige Quelle für Sekundärmetaboliten mit antimikrobiellen, antiviralen, fungiziden und allgemein zytotoxischen Wirkungen bekannt“, so Hentschel, die auch Meeresbiologie am Scripps Institution of Oceanography in La Jolla studiert hat, im pressetext-Gespräch. Bisher sind mehr als 10.000 aus Meeresorganismen isolierte Substanzen strukturell identifiziert und in Datenbanken abgelegt worden. „Gut ein Drittel stammt aus marinen Schwämmen. Weil bis zu 40 Prozent der Biomasse der weit verbreiteten Hornschwämme aus Mikroorganismen besteht, können diese als marine Fermenter bezeichnet werden“, so Hentschel. Untersuchungen zur molekularen Biotechnologie und zur Identifizierung von neuen Wirkstoffen werden derzeit im Kompetenzzentrum BIOTECmarin durchgeführt. Zudem wurde eine Firma gegründet, um viel versprechende Produkte in den Bereichen Biotechnologie und Medizin bei Bedarf schnell an den Markt zu führen. Das Projekt wird vom BMBF gefördert.

Über die Funktion der Mikroorganismen sei bisher sehr wenig bekannt, meint Hentschel. Durch das beschränkte Raumangebot im Korallenriff sind die Lebewesen einem starken Konkurrenzdruck ausgesetzt und müssen zudem noch vermeiden, von Biofilm-bildenden Mikroorganismen überwachsen zu werden. Ein Großteil der wirbellosen Tiere, die am Riff sesshaft sind, verfügt über keinen Panzer, Zähne oder Klauen. Ihre Verteidigungsstrategie besteht aus chemischen Stoffen. „Genau jene Naturstoffe, die zur chemischen Kriegsführung gegen Feinde dienen, haben sich in ersten Untersuchungen für pharmakologische, medizinische und biotechnologische Anwendung als außerordentlich wertvoll herausgestellt“, betont die Wissenschaftlerin. Das Team von Hentschel hat nicht nur das Auffinden von bakteriostatisch oder bakterizid wirksamen Substanzen im Blick, sondern auch von Substanzen, die in die Genregulation und Genexpression von Virulenzfaktoren eingreifen. „Insbesondere die Hemmung von Biofilm-bildenden Staphylokokken, die zur Verschleimung von Kathetern und anderen Implantaten führen, stehen hier im Vordergrund.“

Einige erfolgreiche Anwendungen habe es in den vergangenen zehn Jahren bereits gegeben. Dennoch bleiben immer noch genug offenen Fragen vorhanden. „Dazu gehört zum Beispiel die Aufklärung der Biosynthese von Alkaloiden aus den Schwämmen“, erklärt Hentschel. Neben den Wirkstoffen, die zur Entwicklung neuer Medikamente führen sollen, bieten zahlreiche marine Lebewesen Lösungen für die Materialwissenschaften. Diese reichen von den Haftmechanismen bei Miesmuscheln am glatten Felsen bis hin zu Antifouling-Agents in zahlreichen Algen. „Dieses Wissen könnte etwa für die Entwicklung neuer Schiffsanstriche verwendet werden“, meint Hentschel, die auch betont, dass der Schutz der Meere und ihrer Ressourcen daher sehr wichtig sei. „Eine nachhaltige und ökologisch sinnvolle Nutzung der Meere hat bei allen beteiligten Forscherteams höchste Priorität.“