Resistente Keime

Korallen-Antibiotikum in Bakterienkulturen künstlich hergestellt

Robert Klatt

Ein Wirkstoff der Weichkoralle Antillogorgia elisabethae wirkt gegen multiresistente Tuberkulose-Bakterien, ist in der Natur aber kaum verfügbar. Nun haben Wissenschaftler den Wirkstoff mit manipulierten Bakterien künstlich erzeugt.

München (Deutschland). Die Wissenschaft hat in den letzten Jahren auf der Suche nach neuen Wirkstoffen für die Medizin vor allen in den Ozeanen interessante Entdeckungen gemacht, darunter das Kugelfisch-Gift Tetrodoxin, das als Ersatz für Opioid-Schmerzmittel genutzt werden kann sowie Bakterien von Fischen, aus denen sich Antibiotika herstellen lassen. Problematisch dabei ist die komplizierte Gewinnung der natürlichen Rohstoffe, die im Extremfall zur Zerstörung mariner Ressourcen führen kann. Forscher sind deshalb auf der Suche nach Möglichkeiten, diese Wirkstoffe künstlich herzustellen.

Einen Durchbruch dabei hat nun die Technische Universität München (TUM) erreicht. Laut einer Publikation im Fachjournal Green Chemistry hat das Team um Marion Ringel einen Wirkstoff gegen multiresistente Tuberkulose-Bakterien, den in der Natur die Weichkoralle Antillogorgia elisabethae erzeugt, mithilfe von Bakterienkulturen künstlich erzeugt.

Koralle unter Naturschutz

Die Hornkoralle Antillogorgia elisabethae ist endemisch auf den Bahamas und steht aufgrund ihrer geringen Verbreitung unter Naturschutz. Außerdem enthalten die Korallen nur eine geringe Menge Erogorgiaene. Ihre Nutzung wäre deshalb sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht nicht sinnvoll.

Laut Thomas Brück „speichern Korallenriffe außerdem das Klimagas Kohlendioxid und schaffen eine sehr hohe Biodiversität. Die Wissenschaft muss wie Brück erklärt, deshalb „zum Schutz der Riffe, solche biologisch aktiven Naturstoffe, die medizinisch nutzbare Aktivitäten besitzen, auf nachhaltige Weise herstellen.“

Chemische Verfahren ungeeignet

Prinzipiell könnten die Erogorgiaene zwar auch mit chemischen Verfahren künstlich hergestellt werden. Die Kosten pro Kilogramm lägen dann allerdings bei etwa 21.000 Euro. Überdies entstehen bei der chemischen Herstellung toxische Abfälle. Wie Brück erklärt, „lassen sich Erogorgiaene mit biotechnologischen Methoden schneller, umweltfreundlicher und erheblich günstiger herstellen.“

Die neue Methode der Wissenschaftler basiert auf der Hydropyren-Synthase, einem Enzym, das die Vorstufe des Wirkstoffs erzeugt. Dieses Enzym pflanzen die Wissenschaftler in Escherichia coli Bakterien, die anschließend begannen die Vorstufe des Erogorgiaenes aus Glycerin herzustellen. Anschließend erzeugten die Forscher aus dem der Vorläufersubstanz mithilfe einer weiteren chemisch-enzymatische Reaktion Erogorgiaene.

Wie Brück erklärt, „erfüllt die neue Technologieplattform zur Produktion von Naturstoffen mithilfe biotechnologischer Verfahren sämtliche zwölf Kriterien der Grünen Chemie.“ Die Herstellungskosten liegen mit 9.000 Euro pro Kilogramm außerdem deutlich unter dem zuvor bekannten Verfahren.

Green Chemistry, doi: 10.1039/D0GC01697G

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