Suche
english
1 Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere

Wirkstofflieferanten

Seite:

Andere Krebsmittel aus dem Meer

Weitere marine Anti-Tumor-Wirkstoffe werden derzeit noch in klinischen Studien intensiv geprüft und weiterentwickelt. Dazu zählen das aus dem Moostierchen Bugula neritina gewonnene Bryostatin, das aus dem Dornhai Squalus acanthias isolierte Squalamin-Lactat und das Sorbicillacton, das aus Bakterien stammt, die in Gemeinschaft mit Schwämmen leben. Nicht ganz so vielversprechend erscheinen Substanzen wie das aus der Schnecke Dolabella auricularia isolierte Dolastatin 10 und Dolastatin 15 und deren Abkömmlinge. Klinische Studien zeigen, dass diese beiden Wirkstoffe allein Krebsarten wie Brust- und Bauchspeicheldrüsenkrebs nicht heilen können. Es ist allerdings denkbar, dass sie in Kombination mit anderen Präparaten Wirkung zeigen.
9.7 > Bis heute konnten Wissenschaftler viele Wirkstoffe aus Lebewesen gewinnen, die im Meer oder im Süßwasser leben. Einige Substanzen werden bereits als Medikament eingesetzt.
9.7 > Bis heute  konnten Wissenschaftler viele Wirkstoffe aus Lebewesen gewinnen, die im Meer oder im Süßwasser leben. Einige Substanzen werden bereits als Medikament eingesetzt. © maribus

Zusatzinfo Der Kampf gegen die Antibiotika-Resistenz

9.8 > In den äußeren Zellschichten des Nesseltiers Hydra, im Ektoderm, leben zahllose Bakterien. Durch gezieltes Anfärben kann man dieses dichte Miteinander sichtbar  machen. Unter dem Mikroskop erscheinen die Zellkerne von Hydra blau und die Bakterien rot. © Bosch, Foto: Sebastian Fraune 9.8 > In den äußeren Zellschichten des Nesseltiers Hydra, im Ektoderm, leben zahllose Bakterien. Durch gezieltes Anfärben kann man dieses dichte Miteinander sichtbar machen. Unter dem Mikroskop erscheinen die Zellkerne von Hydra blau und die Bakterien rot.

Wie groß ist das Potenzial der Meereswirkstoffe tatsächlich?

Es gibt heute also bereits eine ganze Reihe von Substanzen aus dem Meer, die als Medikament eingesetzt werden. Andere haben das Potenzial, sich künftig als Wirkstoff zu etablieren. Aus diesen Beispielen lassen sich interessante Thesen und Fragen zur Zukunft der marinen Naturstoffforschung ableiten:
1. Das Meer liefert aussichtsreiche Kandidaten für neue Medikamente. Doch die Suche und die Produktion in größerem Maßstab ist schwierig. Einerseits, weil die Lebewesen in den riesigen Ozeanen schwer zu finden sind und oftmals nur in geringer Zahl vorkommen. Andererseits, weil man viele dieser Lebewesen nicht über längere Zeit im Labor halten oder züchten kann. In der Pharmaindus­trie gibt es seit Langem Verfahren, mit denen man im Labor automatisiert Varianten bekannter Wirkstoffe herstellt und auf ihre Eignung als Medikament testet. Bei diesen Hochdurchsatz-Screenings werden in kürzester Zeit ganze Kataloge verwandter Substanzen getestet. Die Substanzen aus dem Meer aber haben häufig so komplizierte Molekülstrukturen, dass sie sich, nachdem ihre Wirksamkeit erwiesen ist, nicht so einfach nachbauen und variieren lassen. Das erschwert die Suche und die Weiterentwicklung mariner Wirkstoffe erheblich. Diese Suche ist zudem ausgesprochen zeitraubend und bedarf teurer Geräte. Für die Industrie ist der Aufwand in der Regel zu groß. Daher wurden die meisten Substanzen aus dem Meer bisher von Forschern an wissenschaftlichen Einrichtungen entdeckt, isoliert und analysiert. Der Sprung in die Industrie ist dann meist schwierig – auch weil die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Hochschule aus patentrechtlichen Gründen erschwert wird: Der Forscher möchte seine Erkenntnisse veröffentlichen. Die Industrie aber möchte den Wirkstoff und die Rezeptur des Medikaments aus Angst vor Konkurrenz geheim halten. Zu früh veröffentlichte Fachartikel können außerdem die Anerkennung eines Patents verhindern. Solche Gründe haben die Pharmaindustrie lange davon abgehalten, den Ozean als große und wichtige Ressource für neue Medikamente zu betrachten. Doch in-zwischen gibt es vielversprechende Kooperationen zwischen Industrie und Hochschule wie etwa Ausgründungen von Start-up-Firmen aus dem akademischen Bereich. Solche jungen Unternehmen haben in den vergangenen Jahren wichtige neue Impulse gesetzt. Eine entscheidende Frage für diesen Bereich wird sein, wie sich Fördermaßnahmen zur Etablierung solcher Risikovorhaben in den nächsten Jahren gestalten und wie attraktiv solche individuellen Wege aus der akademischen Forschung vor dem Hintergrund der wirtschaftlichen Gesamtsituation sein können.
2. Nicht immer ist klar, aus welchem Organismus die marinen Wirkstoffe eigentlich stammen. In der Vergangenheit hat man viele Substanzen aus Wirbellosen isoliert. In vielen Fällen aber konnte gezeigt werden, dass sie gar nicht von dem Tier selbst, sondern von Bakterien oder Pilzen produziert werden, die in oder auf ihm leben. Mikroorganismen machen mitunter 40 Prozent der Biomasse von Schwämmen aus, die häufig zusätzlich noch von Mikroalgen besiedelt sind. Dass Mikroorganismen die eigentlichen Wirkstoffproduzenten sind, ist von großer Bedeutung, denn es besteht die Hoffnung, diese im Labor leichter nachzüchten zu können als die höheren Meeresbewohner, auf denen sie siedeln. Zunächst hatte man geglaubt, Schwämme und andere Tiere im großen Stil ernten zu können. Doch schnell wurde klar, dass die Arten dadurch leicht ausgerottet werden könnten. Daher setzte man bald vor allem auf die Bakterienzucht im Labor, was bis heute nur selten gelingt. Doch in einigen Fällen hatten die Wissenschaftler bereits Erfolg. So konnten in kurzer Zeit aus Pilzkulturen, die ursprünglich aus Schwämmen isoliert wurden, größere Mengen des oben erwähnten Wirkstoffs Sorbicillacton gewonnen werden. Dennoch bleibt die Schwierigkeit, dass die Anzucht von unbekannten Bakterien ein langwieriges Verfahren sein kann.
9.10 > Biomoleküle von Wasserorganismen wie das aus dem Polypen Hydra isolierte Hydramacin sind oft komplex gebaut. Das erschwert die Synthese, den Nachbau, im Labor. © maribus (nach Bosch) 9.10 > Biomoleküle von Wasserorganismen wie das aus dem Polypen Hydra isolierte Hydramacin sind oft komplex gebaut. Das erschwert die Synthese, den Nachbau, im Labor.
3. Die Fahndung nach neuen Wirkstoffen wird heute durch kulturunabhängige, genanalytische Methoden er­­leichtert. Damit entfällt die mühevolle und komplizierte Zucht von Bakterien und anderen Organismen in Laborkulturen. Viele Jahrzehnte lang versuchte man außerdem, allein mit aufwendigen chemischen und biochemischen Analysen die Substanzen direkt nachzuweisen. Dank der modernen Genanalysetechnik lässt sich das heute schneller und eleganter lösen. Die modernen Verfahren suchen im Erbgut der Meeresorganismen nach auffälligen Genabschnitten, die den Bauplan für vielversprechende Enzyme enthalten. Solche Enzyme sind die Handwerker des Stoffwechsels, die verschiedenste Substanzen aufbauen. Die Entwicklung solcher DNA-Sequenziertechniken ist in der Wirkstoffforschung die sicherlich größte Veränderung der letzten Jahre. Inzwischen gibt es große Sequenzierprojekte, die innerhalb kurzer Zeit das Erbgut Tausender Meeresorganismen nach interessanten Genabschnitten durchforsten. Ein Beispiel sind die Global-Ocean-Sampling-Expeditionen des US-amerikanischen Craig-Venter-Instituts, das maßgeblich an der Entschlüsselung des menschlichen Genoms zu Beginn dieses Jahrhunderts beteiligt war. Inzwischen fokussiert dieses Institut stärker auf das Meer. Das Ziel ist es, das Erbgut der Meereslebewesen nach ökonomisch interessanten Stoffwechselwegen zu durchsuchen. Ganze Lebensräume können so einer Sequenzanalyse unterzogen werden. Bei derart großen Projekten werden viele Organismen mitsamt ihrem mikrobiologischen Aufwuchs verarbeitet. Die Ergebnisse können also nicht mehr einzelnen Arten zugeordnet werden. Für die Forscher spielt das aber keine Rolle. Ihnen geht es zunächst darum, in kurzer Zeit entscheidende Informationen über die genetische Ausstattung eines kompletten Lebensraums zu erhalten und herauszufinden, ob vor Ort überhaupt interessante Substanzen vorhanden sind. Textende
Seite: