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Medizin „Arsenal der Wirkstoffe erweitern“

Der Forscher Peter Proksch sucht im Meer nach Naturstoffen, um multiresistente Erreger zu bekämpfen und hat bereits erste Erfolge im Kampf gegen Tuberkulose vorzuweisen.

Great Barrier Reef
Das vom Klimawandel bedrohte Great Barrier Reef vor Australien ist reich an antiviralen Naturstoffen. Foto: rtr

Herr Proksch, sind Medikamente aus dem Meer ein neuer Trend in der Forschung?
Diese Entwicklung ist relativ neu, wenn man die Historie der Naturstoffforschung betrachtet, die bis zum Beginn der Menschheitsgeschichte reicht, als begonnen wurde, Heilpflanzen gezielt einzusetzen. Die Suche nach maritimen Naturstoffen reicht nun rund 60 bis 70 Jahre zurück. In den 1950er Jahren hat man in den USA erstmals biologisch aktive Stoffe in Schwämmen gefunden und daraus antivirale Substanzen gewinnen können. Daraus hat man später synthetische Arzneien entwickelt, die jedoch von den Schwämmen inspiriert waren. Das gilt als Geburtsstunde der maritimen Arzneiforschung.

Woran liegt es, dass die Meereswelt erst so spät als Quelle für Heilmittel entdeckt worden ist?
Maritime Produkte haben schon seit jeher für die Küstenbewohner eine Rolle gespielt. Ins Binnenland wurden die Stoffe nicht transportiert. Auch Fischer waren beteiligt, allerdings entnahmen sie meist ungezielt Proben. Die Materialbeschaffung war lange Zeit ein Problem, da es keine Tauchgeräte gab. Erst in den 1950er Jahren wurde begonnen, maritime Stoffe gezielt einzusammeln.

Wie kann man sich Ihre Forschungsarbeit praktisch vorstellen?
Wir haben verschiedene Sammelreisen in interessante Gebiete unternommen und dort mit Wissenschaftlern aus der Region Tauchgänge absolviert, um Meeresorganismen einzusammeln. Bei uns im Labor haben wir untersucht, ob sich biologisch aktive Inhaltsstoffe finden lassen.

Sind die Nord- und die Ostsee auch interessant?
Nein, aber schon im Mittelmeer geht es los. Noch diverser sind die Lebensgemeinschaften in den tropischen und subtropischen Meeren. Insbesondere in den Korallenriffen tummeln sich tausende Arten, die zum Teil noch gar nicht beschrieben wurden. Das ist für uns das interessanteste Habitat, um Proben zu sammeln.

Welche maritimen Naturstoffe sind denn für die Pharmazie besonders wertvoll?
Das sind solche Stoffe, die strukturell von dem abweichen, was auf dem Land bereits verfügbar ist. Wenn wir an die Suche nach neuen Antibiotika denken, ist das Problem, dass es bei den verfügbaren Medikamenten, die zu zwei Dritteln aus Naturstoffen bestehen, bereits so viele bakterielle Resistenzen bestehen. Daher sind Naturstoffe interessant, die strukturell von den bislang angewendeten Substanzen abweichen, oder aber völlig neue Wirkstoffe, die wichtige Moleküle in den Bakterien treffen, wodurch deren Wachstum gehemmt wird oder sie sogar gänzlich absterben.

Ist die Suche nach neuen Substanzen auch wieder ein Wettlauf mit der Zeit, bis sich neue Resistenzen ausbilden?
Ja, denn es ist unmöglich Stoffe zu finden, die mehr als 100 Jahre wirksam sein werden, denn die Mikroorganismen passen sich viel zu schnell an neue Bedingungen an. Schon nach zehn Jahren treten bei neuen Antibiotika neue Resistenzen auf. Dadurch ist man ständig gezwungen, das Arsenal an Wirkstoffen zu erweitern.

Vertragen Patienten Naturstoffe besser als rein im Labor entwickelte Medikamente?
Nein, es gibt extrem toxische Naturstoffe, die zu den stärksten Giften zählen, die wir kennen. Naturstoffe haben nicht den Vorteil, dass sie weniger Nebenwirkungen haben. Ein großer Vorzug ist aber meist, dass sie durch die Evolution über einen langen Zeitraum hinweg erprobt und optimiert worden sind. Denn die Organismen, ganz gleich ob es eine Pflanze oder ein Schwamm ist, müssen sich gegen ähnliche Gefahren wie wir Menschen wehren. Es werden toxische und antibiotische Stoffe produziert und akkumuliert, um sich einen chemischen Schutz gegen infektiöse Erreger zu verleihen. Wir machen uns letzten Endes diese Waffen therapeutisch zunutze. Durch den permanenten Konkurrenzkampf in der Natur finden wir dort bereits optimierte Strukturen, die sehr gute Wirkungen zeigen. Das heißt aber nicht, dass sie weniger bedenklich sind.

Zunächst muss überprüft werden, ob die Naturstoffe ernsthaften Schaden anrichten können?
Zunächst mit Tierversuchen, dann an freiwilligen Menschen wird strengstens erforscht, ab welcher Dosis die Naturstoffe eine toxische Wirkung haben – genauso wie das bei einem synthetischen Medikament der Fall wäre. In der Jahrmillionen dauernden Auseinandersetzung hat die Natur Strukturen erfunden, die im Labor so nicht ohne weiteres gefunden werden könnten. Maritime Stoffe können Vorbilder sein, um neue Ideen zu entwickeln, die im Labor dann nachgebaut und noch optimiert werden können. Daraus entstehen häufig neue Gruppen von Medikamenten, deren Eigenschaften nachträglich noch verbessert werden können wie etwa die Aufnahme oder der Abbau im Körper.

Woran erkennen Sie, ob Naturstoffe antibiotische oder antivirale Wirkungen haben?
Es handelt sich meist um eine Vielzahl an Organismen. Man kann praktisch überall fündig werden, sogar im Komposthaufen vor der eigenen Haustür. Die Wahrscheinlichkeit, einen Treffer zu landen, ist immer dort am größten, wo die Wirkstoffproduzenten dem größten Stress ausgesetzt sind und die Notwendigkeit, sich zu schützen, am größten ist. In der Arzneimittelforschung nutzen wir diese Schutzmechanismen, die dort am stärksten ausgeprägt sind, wo die Gefahren am größten sind. Beispielsweise sind das Orte mit der höchsten Dichte an Mikroorganismen, die um knappe Ressourcen konkurrieren. Infolgedessen entwickeln sich dort Methoden der chemischen Kriegsführung. Daher ist die Chance relativ hoch, auf einem dicht besiedelten Korallenriff biologisch aktive Verbindungen zu gewinnen, denn dort ist der Konkurrenzdruck um Siedlungsraum extrem hoch.

Sie suchen derzeit verstärkt nach maritimen Wirkstoffen gegen multiresistente Tuberkulose-Erreger. Lange Zeit glaubte man, diese Krankheit im Griff zu haben, doch die Erreger zeigen neuerdings ähnlich wie Krebszellen starke Resistenzen. Können Sie schon Erfolge verbuchen?
Ja, wir haben in den vergangenen Jahren Pilze entdeckt, mit denen multiresistente Tuberkulosekeime wirksam kontrolliert werden können. Im Labor haben wir diese Substanzen auf einer Bakterienkultur geprüft und sie hemmten das Wachstum von Keimen, bei denen herkömmliche Antibiotika keine Wirkung mehr zeigen. Im Tiermodell etwa an Mäusen schauen wir nun im nächsten Schritt, ob die Substanz dort auch wirksam ist. Dabei werden das Wirkprinzip sowie die Zielmoleküle und die toxischen Grenzwerte untersucht. Verläuft das alles positiv, wird bei freiwilligen Testpersonen geprüft, wo die Toleranzgrenze für inakzeptable Nebenwirkungen liegt. Rund zehn Jahre muss man einplanen, bis daraus ein Medikament entstehen wird. Wir sind aber nur die Entdecker und betreiben nur Grundlagenforschung.

Wie groß ist das Interesse der Pharmaindustrie an solch neuen Wirkstoffen?
Das hängt davon ab, um welche Krankheit es geht. Die klinischen Tests an Patienten sind sehr teuer. Die Industrie tätigt sehr große Investitionen von 500 Millionen Euro und mehr in die Weiterentwicklung eines Medikaments. Viele Pharmafirmen haben sich aus der Erforschung neuer Antibiotika zurückgezogen, weil ein neues Mittel immer nur wenige Tage eingenommen wird, bis die Infektion besiegt worden ist. Arzneien gegen Bluthochdruck oder Diabetes beispielsweise nehmen chronisch kranke Patienten ihr ganzes Leben lang ein. Die Entwicklung dieser Medikamente geht mit deutlich höheren Gewinnen einher. Die Gewinnmargen bei neuen Antibiotika dagegen stehen in keinem Verhältnis mehr zu den steigenden Entwicklungskosten, auch bedingt durch umfangreichere Sicherheitsvorschriften. Das Problem hat der Gesetzgeber erkannt und stellt vermehrt öffentliches Geld bereit für Entwicklungsprogramme von neuen Antibiotika, an denen unsere Einrichtung auch beteiligt ist.

Bereitet Ihnen vor dem Hintergrund ihrer Suche nach maritimen Heilmitteln der Klimawandel und die Verschmutzung der Meere Sorgen?
In Deutschland hat die Reinhaltung der Meere und der Schutz des Ökosystems einen hohen Stellenwert, doch jenseits der nationalen Grenzen spielen Schutzbemühungen oft keine Rolle. Beispielsweise werden die tropischen Meere als Müllkippe von gigantischen Ausmaß missbraucht, man betreibt Dynamitfischerei und baggert die Riffe ab, um Baumaterialien zu bekommen. Der Klimawandel wiederum begünstigt das Absterben von Korallenriffen. All das beraubt uns eines großen Teils einer Ressource, die wir in Zukunft dringend benötigen werden. Dieses globale Problem lässt sich nur auf internationaler Ebene lösen.

Interview: Franziska Schubert

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