Gesundheit : Krebsmittel aus Käfern

Bakterien produzieren Wirkstoff im Insekt – jetzt sollen sie es auch im Reagenzglas tun

Claus-Peter Sesin

Eine ungewöhnliche Quelle für Medikamente hat Jörn Piel angezapft. Der Genetiker am Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie in Jena fand eine Möglichkeit, die von Käfern der Gattung Paederus erzeugte Substanz Pederin – sie wirkt gegen Krebs – in größeren Mengen gentechnisch im Labor herzustellen.

Bereits seit langem wissen Mediziner um die heilsame Wirkung von Naturstoffen, die wirbellose Tiere wie Käfer, Schwämme, Korallen und Manteltierchen produzieren. Viele dieser Substanzen gelten als Grundstoff für zukünftige Medikamente gegen Krebs, Infektionskrankheiten und überhöhte Cholesterinwerte.

Leider jedoch war es bislang sehr schwierig, diese Natur-Arzneien in größeren Mengen zu gewinnen. „Man müsste die Tiere dazu einsammeln und die Stoffe extrahieren“, sagt Piel. „Dies hätte verheerende Folgen für Ökosysteme und würde den Bedarf meist auch gar nicht decken.“

Außerdem blieb bisher unklar, ob die Tiere selbst oder in ihnen lebende Bakterien, Symbionten genannt, Erzeuger der Heilmittel sind. Nun brachte Piel Licht ins Dunkel – und entdeckte ein Verfahren zur künstlichen Herstellung dieser Natur-Arzneien im Labor. Der Max-Planck-Forscher widmete sich Käfern der Gattung Paederus, die Pederin, ein Anti-Krebs-Mittel, produzieren.

Nur Paederus-Weibchen erzeugen die ätzende Substanz, die bei Fressfeinden wie eine „chemische Keule“ wirkt. Auch frisch gelegte Eier enthalten den Appetit verderbenden Stoff. Auf der menschlichen Haut verursacht Pederin ein leichtes Brennen und Blasenbildung, die nach zehn Tagen abheilt.

Für seine Studien ging der Max-Planck-Forscher zunächst einmal auf die Pirsch. In Jena und in der Türkei sammelte er Männchen und Weibchen der Paederus-Käfer ein. Anschließend unterzog er Proben aus den Käfern samt etwaiger Bakterien einer detaillierten gentechnischen Untersuchung.

Als Piel die Proben der männlichen und weiblichen Käfer miteinander verglich, stieß er auf einen Abschnitt der Erbinformation, der nur in den Weibchen vorkam. Dieser Strang, folgerte Piel, könnte der Pederin-Erzeugung dienen. Tatsächlich fand er darin acht für die Biosynthese von Pederin erwartete Gene.

Nun musste Piel nur noch klären, ob der Erbgut-Strang von den Käfer-Weibchen selbst oder von Bakterien stammte. Dazu studierte er weitere Gene in dem isolierten Strang und stellte fest, dass sie denen des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa täuschend ähnelten.

„Damit war klar, dass ein naher Verwandter dieser Bakterien und nicht die Käfer selbst das Pederin erzeugen." Weitere Bestätigung fand Piel in Studien einer Forschergruppe der Universität Bayreuth: Den Biologen war es gelungen, in der Mikroflora von Pederin enthaltenden Käfern Pseudomonas-Bakterien nachzuweisen.

Sprudelnde Arznei-Quelle

Jetzt arbeitet Piel daran, die Pederin-Gene aus den Käfer-Bakterien auf andere Bakterienarten, die sich leicht im Labor züchten lassen, zu übertragen. „Die könnten das Pederin dann in theoretisch unerschöpflichen Mengen erbrüten.“ Dass Bakterien die Pederin-Quelle sind, erwies sich dabei als Segen: „Käfer-Gene lassen sich – wenn überhaupt – nur sehr schwer auf Zuchtbakterien übertragen“, sagt Piel. „Am einfachsten funktioniert die Übertragung von einem Bakterium auf ein anderes.“

Bei seinen Experimenten ging es Piel vor allem um den prinzipiellen Machbarkeits-Nachweis. Denn nach der gleichen Methode ließen sich auch Bakterien-erzeugte Heilsubstanzen aus anderen Tieren gentechnisch gewinnen. „Die Wirksamkeit dieser Stoffe ist teilweise bereits klinisch getestet“, sagt Piel. „Bei Studien mit Pederin konnten Mediziner die Wirkung bei Krebs bestätigen.“

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