Biotechnologie: Medikamente aus dem Meer

Die Resistenzproblematik in der Welt spitzt sich zu“, sagt Alexander Pretsch. Immer mehr Krankheitserreger werden gegen derzeit erhältliche Antibiotika resistent. Eine Infektion mit solchen Keimen kann sich zu einer lebensbedrohlichen Krankheit auswachsen, gegen die kein Mittel mehr hilft. „Die zukünftige Lösung kann nicht sein, bekannte Antibiotika zu modifizieren, denn dann hat man in kürzester Zeit schon wieder Resistenzen dagegen.“ Man müsse vielmehr völlig neue Antibiotika mit neuen Wirkmechanismen finden, betont Pretsch, seines Zeichens Meeresbiologe und Biomediziner.

Wenn das auf den ersten Blick etwas paradox erscheinen mag – dass sich nämlich ein Meeresbiologe mit Antibiotikaforschung beschäftigt –, hat das aber doch einen handfesten Grund: Immer mehr Pharma-Entwickler gehen dazu über, die Meere nach wirksamen Substanzen zu durchsuchen. „Terrestrische Ökosysteme sind bereits sehr gut studiert, selbst den Regenwald hat man schon sehr genau durchleuchtet und so bleibt nur noch der Ozean als zukünftige Quelle“, so Pretsch.

Das Meer ist nicht nur der älteste und größte Lebensraum der Welt, sondern auch einer der kompetitivsten Bereiche: Die größten Konkurrenzkämpfe um Ressourcen spielen sich in den Ozeanen ab. Im Laufe der Evolution hat sich im Meer eine enorme Vielfalt an Organismen entwickelt, von denen der Großteil bis heute unerforscht ist. Pretsch: „An einer einzigen Steinkoralle aus dem Roten Meer haben Forscher 5000 neue Mikroben gefunden“. Solche Funde sind die Basis für das Biotech-Unternehmen SeaLife Pharma, das von Pretsch und seinen Kollegen kürzlich in Tulln gegründet worden ist.

Abwehr von Konkurrenten

„In einem Liter Meerwasser können 20.000 verschiedene Arten von Bakterien vorkommen“, erläutert Gerhard Herndl, der neue Leiter der Meeresbiologie an der Uni Wien. Und in jedem Milliliter tummeln sich zirka eine Million Bakterien. Sie sind die Basis des Ökosystems Ozean und betreiben dort den Kreislauf der Nährstoffe. Eine solche Masse an Mikroorganismen entwickelte freilich in vielen Millionen Jahren unterschiedlichste chemische Substanzen, die der jeweiligen Bakteriengruppe helfen sollen, sich gegen Konkurrenten durchzusetzen. Manche Substanzen sind so effektiv, dass ihre Produzenten wahre Monokulturen aufbauen können. Auch der Einsatz von gröberen Waffen, die Fressfeinde wie einzellige Geißeltierchen abwehren, konnte nachgewiesen werden.

SeaLife Pharma will solche Kämpfe im Ökosystem gezielt nützen – und zwar mit einer Methode namens „Eco-Targeting“. Dabei wird nicht wahllos in Meeresproben nach geeigneten Bakterien oder Substanzen gesucht, sondern sehr gezielt vorgegangen. Pretsch: „Beim Eco-Targeting überlegt man vorher logisch, wo man fündig werden könnte.“ Er nennt ein Beispiel: Gegenstände im Meer veralgen recht leicht – aber nur dann, wenn sich auf dem Gegenstand zuvor ein bakterieller Biofilm entwickeln konnte. „Im Meer gibt es allerdings Organismen, die Substanzen bilden, die diese Biofilmbildung hemmen können.“ Die logische Folgerung daraus ist, solche Organismen zu beproben.

Um mit diesen Mikroben im Labor arbeiten zu können, braucht man Methoden, um sie auch außerhalb des Meeres kultivieren zu können. Denn in den letzten Jahren stieg zwar die Zahl an neu entdeckten Meeres-bakterien rasant an, da es mit molekular-biologischen Methoden einfach ist, DNA-Signaturen der Mikroorganismen zu detektieren. Doch im Labor lassen sich nur zirka ein Prozent davon kultivieren. Herndl dazu: „Schon in einem Eimer Wasser, den man aus dem Meer holt, ändert sich die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft.“ Arten, die im Meer nur selten vertreten sind, können unter Laborbedingungen rasch aufblühen und zu hohen Dichten kommen, während im Ozean stark vertretene Gruppen im Labor nicht überleben.

Viel besser funktioniert es etwa, die Mikroorganismen gemeinsam mit Makroorganismen zu halten. Ein Schwamm, der im Meer wächst, kann großteils aus Bakterien bestehen, die in und auf dem Schwammgewebe symbiotisch existieren. Holt man den Schwamm ins Labor, kann man die Interaktionen der Bakterien studieren. Im Detail ist aber noch viel Forschungsarbeit nötig.

Logisches Überlegen

An zwei antibiotischen Substanzen, die man in Kooperation mit der Universität Wien gefunden hat, führt SeaLife Pharma derzeit präklinische Tests durch. Wesentlich sei dabei, betont Pretsch, dass die Methoden reproduzierbar seien – um in einer späteren Phase der Entwicklung keine Rückschläge zu erleiden. Entwickelt wurde bereits eine Methode, mit der standardisierte Extrakte hergestellt werden können. „Das Potenzial der Extrakte ist enorm“, so der SeaLife-Chef. Durch Kooperationen soll die Suche nicht auf Antibiotika beschränkt sein. Das Kapital für die Firmengründung haben die Forscher zu einem Teil selbst aufgebracht, maßgeblich gefördert wird das Projekt vom niederösterreichischen akademischen Gründerservice „accent“ sowie vom Pre-Seed-Programm der Austria Wirtschaftsservice (AWS). SeaLife Pharma startet von Anfang an mit einem hochkarätigen Führungsteam, in dem neben Universitätsprofessoren für Meeresbiologe und Mikrobiologie auch Pharmaspezialisten und Mediziner sitzen. „Das richtige Team, vor allem in den Kernbereichen, ist entscheidend für den Erfolg“, ist eine Lehre, die Pretsch aus seinem Engagement bei Marinomed – einem Wiener Biotech-Unternehmen, das Mittel gegen Schnupfen oder Allergien auf mariner Basis entwickelt – gezogen habe.

Es gibt bereits eine Antibiotikagruppe marinen Ursprungs – Cephalosporine. Diese wurden auch durch logische Überlegungen gefunden: Man hatte beobachtet, dass bestimmte Infektionskrankheiten in manchen Küstenstädten seltener sind. Der Grund: Die Leute kamen regelmäßig mit Meerwasser in Berührung. Und damit auch mit den Stoffwechselprodukten der Meeres-bakterien, in denen die Vorläufer der heutigen Cephalosporine gefunden wurden.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 01.10.2008)