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Aus Reptiliengift entstehen hochwirksame Medikamente

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Januar 2, 2019 views31

Köln. Weltweit sind Forscher nach neuen Medikamenten auf der Suche, dabei stehen Spinnen, Schlangen oder Echsen ganz oben auf ihrem Wunschzettel. Sie produzieren maßgeschneiderte Gifte, die für den Menschen heilende und lindernde Wirkung bedeuten können. Denn die Pharmaindustrie weiß seit langem, wie wichtig die in Millionenjahren von der Tierwelt entwickelten Gifte für die menschliche Gesundheit sind.

Was für den Menschen in der freien Natur selbst bedrohlich und auch tödlich sein kann, wird in der Pharmaindustrie in hochwirksame Medikamente umgewandelt. Das Gift von unzähligen Tierarten. Sie sind wunderschön, sie sind tödlich. Nahezu unsichtbar, eingegraben im Sandboden tropischer  Meere, lauern Kegelschnecken auf  kleine Fische. Ihre Schneckenhäuser sind begehrte Sammlerobjekte, doch für Taucher sind sie lebensgefährlich. Fühlt sich eine bedroht, wehrt sie sich mit einer Harpune, die auch Neoprenanzüge durchdringen kann. Sie enthält ein Nervengift, das Beutetiere in sofortige Bewegungsstarre versetzt. Beim Menschen lähmt es Muskeln und Atmung, was zum Tod führen kann. Diesem Gift verdankt der 57-jährige Carsten Carstens, dass er heute halbwegs normal lebt. Carstens ist ein Zweimetermann, breitschultrig und wohlbeleibt. Der  frühere Schlachterverhob sich vor 22 Jahren an einem Rinderviertel. Diagnose: Bandscheibenvorfall, nichts in seinem Leben war mehr wie zuvor. Nach mehr als zehn Rückenoperationen ist seine Lendenwirbelsäule versteift, mit Metallstäben  und Titan-Bandscheiben verstärkt. Carstens leidet unter schwersten chronischen Schmerzen. Früher schluckte er täglich bis zu 60 Tabletten und bekam starke Opiate, die zuletzt über eine implantierte Pumpe direkt ins Nervenwasser am Rückenmark flossen — es reichte nicht, der Körper gewöhnte sich an die hohen Dosen, die Schmerzen kehrten zurück. Carstens‘ Neurochirurg von der Uniklinik Lübeck wusste einen letzten Ausweg, den nur wenige Schmerztherapeuten gehen — er senkte die Opiatdosis in der Pumpe und  fügte ein Aminosäurengemisch hinzu, künstlich hergestellt nach dem Bauplan eines Giftstoffs der Kegelschnecke. Seit sechs Jahren kann Carstens schmerzfrei gehen, am Rasenrand stehend die lokale C-Jugend-Fußballmannschaft trainieren, ja sogar Fahrradtouren unternehmen.

Medizin aus Gift, wie geht das? Wie kann ein Stoffgemisch, das Tiere lähmt, tötet und zersetzt, heilsame Wirkungen entfalten? Weltweit beschäftigen sich Forscher mit diesem Thema. Schätzungen zufolge gibt es mehr als 500000 giftige Tiere — Spinnen, Skorpione, Schlangen, Echsen, Hundertfüßler, Quallen, Insekten, sogar einige Säugetiere. Nur wenige Tausend wurden bislang untersucht. Dabei bergen sie, davon ist eine wachsende Zahl von Wissenschaftlern überzeugt, einen Schatz für künftige Medikamente. Außer dem Kegelschneckengift erreichten vier weitere Stoffe die Zulassung: ein Diabetes-Medikament nach dem Bauplan des Gifts der brasilianischen „Gila monster“-Echse und drei Medikamente aus Schlangengiften, darunter ein bewährter Bestseller, der auf dem Gift der brasilianischen Jararca-Lanzenotterberuht. Er begründete eine Medikamentengruppe die eine tragende Rolle in der Bluthochdruck-Therapie spielt: die ACE-Hemmer. Weitere Wirkstoffe befinden sich in klinischer Erprobung. Vielleicht, so die große Hoffnung, verbirgt sich unter den chemischen Waffen der Natur eine, die Wege zu neuen Therapien gegen die unbesiegten Geißeln der Menschheit weist, Autoimmunkrankheiten, Krebs oder Morbus Alzheimer. Schließlich haben sich diese hochwirksamen Gifte, anders als im Labor synthetisierte Moleküle, im Laufe der Evolution über Jahrmillionen perfekt an die Körperzellen von Beutetieren und Feinden angepasst. Der gebürtige Schwabe Volker Herzig hat seine Karriere dieser Vision verschrieben. In seiner Giftbank an der australischen Universität von Queensland in Brisbane lagern tiefgefrorene Toxine von mehr als 700 Spinnen- und Skorpionarten. „Die größte Spinnentier-Giftsammlung weltweit, soweit ich weiß“, sagt er. Alle zwei Jahre reist Herzig nach Europa, wo er beste Kontakte in die Gifttierhalterszene pflegt, um Nachschub zu besorgen. Herzig ist einer von ihnen. Als Kind fütterte er Kreuzspinnen mit Heuschrecken und beobachtete fasziniert, wie diese eingewoben und verspeist wurden, im Alter von 14 Jahren kaufte er — nach jahrelangen Diskussionen mit seinen Eltern — die erste Vogelspinne.

An einem sonnigen Oktobertag ist Herzig zu Besuch bei einem Schweizer Polizisten, der in seinem Keller mehrere Hundert  Vogelspinnen beherbergt, darunter Arten, deren Gift noch nicht in Herzigs Sammlung ist, die älteste ist 25 Jahre alt. An den Wänden reihen sich Terrarien bis zur Decke. Hinter Glasscheiben dösen die Tiere unter Steinen, Ästen und Blättern. Während der Polizist sie hervorscheucht und in Plastikboxen packt, richtet Herzig auf dem Arbeitstisch das Besteck zum „Giftmelken“. Seine Technik hat der Biologe an Abertausenden von Spinnen perfektioniert: Deckel ab, Box umdrehen, dann sitzt das nachtaktive Tier auf dem Tisch, schläfrig und bewegungsfaul. Rasch drückt Herzig es mit dem Zeigefinger nieder und greift das nun wehrlose Tier zwischen zweitem und drittem Beinpaar im „Spinnengriff“. Mit einer Elektropinzette stimuliert er die Drüsenmuskulatur an den Giftklauen. Manchmal ist das Tier so gereizt, dass das Gift von selbst aus den mehr als ein Zentimeter langen, dornenartigen Klauen rinnt, die er in ein mit Membran abgeklebtes Röhrchen hält. „Die Membran ist undurchlässig für den Speichel. Der würde das Gift schnell inaktivieren. „Angst vor Bissen? Überhaupt nicht. „Ist mir noch nie passiert“, so der Biologe. „Und Spinnen werden überschätzt, gefährlich für uns ist nur ein halbes Prozent aller Arten.“

Viele Jahre werden ins Land gehen, bis Herzig und seine Kollegen in Australien den Schatz aus Europa ausgewertet haben.  Interessant sind diejenigen Giftbestandteile, die wie ein Schlüssel zum Schloss auf bestimmte Andockstellen menschlicher Zellen passen, die bei Krankheiten eine Rolle spielen. Reagiert ein Gift mit solchen Andockstellen, dann muss es noch in seine vielen Hundert Einzelkomponenten zerlegt werden. Künftige Medikamente werden nicht aus dem ganzen Gift, sondern nur aus einer Komponente bestehen, die die gewünschte Wirkung hervorruft. „Und das sind in der Regel nicht die Bestandteile, die für die Giftwirkung verantwortlich sind. Deshalb muss man auch keine Angst davor haben“, so Herzig. Die Moleküle, die am Ende dieses aufwendigen Prozesses stehen, sind wertvolle Rohstoffe für die Pharmaforschung. Jetzt können Versuche an Zellen mit Krankheitsmerkmalen, kranken Versuchstieren und schließlich am Patienten laufen. Bei einigen Toxinen aus Spinnentieren ist die Forschung schon weitfortgeschritten. Das Gift der Trichternetzspinne, die in Australien gern in warme Schuhe schlüpft und deren Biss schon Kinder getötet hat,  enthält einen Stoff, der Spätschäden im Gehirn nach Schlaganfällen vorbeugen könnte. Ein Bestandteil eines Vogelspinnengifts verhindert epileptische Anfälle bei Meerschweinchen, ein anderer aus einem Skorpiongift findet auf wundersame Weise den Weg zu Krebszellen in Hirntumoren, wo er sich anheftet. „Man könnte ihn nutzen, um Chemotherapeutika gezielter zu Tumoren zu transportieren, das würde die Nebenwirkungen abmildern“, sagt Herzig.

Weiter fortgeschritten ist die Forschung am Gift der malaiischen Grubenotter. Ein Stoff aus ihrem Gift wird derzeit am Menschen erprobt. Rund 900 Tiere leben in der Schlangenfarm des mittelständische Unternehmens Nordmark Arzneimittel  GmbH in Uetersen bei Hamburg. „Die  Anlage ist ausbruchsicher“, sagt Schlangenfarmleiter Petr Kliment, ein breitschultriger Mann mit langem grauem Bart, und führt seinen Besucher durch mehrere Schleusen. Er trägt weiße Hose, weißes T-Shirt und Gummistiefel. „Schützt vor Bissen“, sagt er. Jede Schlange ist in einer eigenen Plexiglasboxuntergebracht, ohne Pflanzen, ohne Erde. „Die Hygienevorschriften für die Arzneimittelherstellung schreiben das leider so vor“, sagt Kliment. Die Tiere sind unscheinbar und klein, manche bräunlich, andere gelblich oder rötlich gemustert. Ihr Gift führt binnen  Minuten zu schweren Gewebeschäden und  inneren Blutungen, ganze Gliedmaßen können absterben. Beim „Melken“ dürfen Besucher nicht zusehen. „Man ist immer zu zweit, einer hebt die Schlange an einem Haken aus der Box, der andere packt sie hinter dem Kopf.“ Nimmt man Handschuhe? „Nein, man braucht das Fingerspitzengefühl. Aufpassen ist alles.“ Im Notfallraum lagern 70 Ampullen mit einem wirksamen Gegenmittel, die orangefarbenen Pappschachteln tragen eine thailändische  Aufschrift. „Falls jemand gebissen würde, wären schnell 20 Ampullen verbraucht.“

Der Giftstoff hat eine bewegte Geschichte hinter sich. Bis in die 80er Jahre behandelten Ärzte in Deutschland und Österreich damit Durchblutungsstörungen und Erfrierungen bei Skifahrern und Bergsteigern, sie injizierten das Mittel an den betroffenen Stellen direkt unter die Haut. Doch nach einer gescheiterten klinischen Studie an Schlaganfallpatienten verschwand das Medikament vom Markt, die damalige Herstellerfirma wurde von einem großen Pharmaunternehmen aufgekauft. „Das war schade, denn die Schlaganfallstudie war methodisch einfach schlecht“, sagt Nordmark-Chef Jörn Tonne, der die Führung des Familienunternehmens erst im Frühjahr vom verstorbenen Vater übernommen hat. „Der Wirkstoff hat großes Potenzial für mehrere Erkrankungen und den Vorteil, dass er aufgrund der Vorerfahrungen direkt am Menschen erprobt werden kann.“ Derzeit testen ihn HNO-Ärzte an der Uniklinik München an Patienten mit akutem Hörsturz, gegen den es bislang keine erwiesenermaßen wirksame Therapie gibt. Erwirkt gerinnungshemmend und soll die Zirkulation in den feinsten Blutgefäßen des Innenohrs verbessern. Bei Meerschweinchen mit fast komplettem Hörverlust kehrte das Hörvermögen zurück. „Die Studie soll 99 Patienten umfassen, aber die Rekrutierung von Teilnehmern ist schwierig“, so Tonne. „Es gibt offenbar Vorurteile, weil der Wirkstoff von einem Gift stammt.“ Jetzt setze er Hoffnungen auf eine Zwischenauswertung mit 35 Patienten. „Wenn sich Erfolge zeigen, müssen wir einen Partner suchen, alleine können wir die weitere Finanzierung nicht stemmen.“

Die Partnersuche ist schwierig für alle, die sich der Tiergift-Forschung verschrieben haben. „Auf unseren Konferenzen fehlen Vertreter der Pharmaindustrie“, sagt Nicolas Gilles, der am Forschungsinstitut CE Saclay nahe Paris seit 20 Jahren an Tiergiften forscht. Deshalb wählte er einen neuen Weg. Mit Fördermitteln von knapp zehn Millionen Euro, unterstützt von Unternehmen und wissenschaftlichen Instituten, startete er das EU-Forschungsprojekt „Venomics“, für das Gifte von mehr als 200 Tierarten im Hochdurchsatz-Verfahren untersucht wurden. Heraus kam eine Giftbank mit mehr als 3000 Substanzen. Die testete er an vier ausgewählten Zell-Andockstellen, die bei verschiedenen Krankheiten eine Rolle spielen. Die Trefferquote lag bei drei Prozent. Drei von einhundert Stoffen hätten also das Potenzial zum Medikament. Bei künstlich hergestellten Molekülen in der Pharmaforschung liege die Trefferquote üblicherweise bei 0,03 Prozent, also um den Faktor 100 geringer, so Gilles. Man führe Verhandlungen mit einem globalen Pharmakonzern, der die gesamte Giftbank kaufen wolle.

Von den Konzernen hängt die Zukunft der Tiergift-Forschung ab. Die Hoffnungen der Wissenschaftler sind groß, doch Geld fehlt überall. Start-ups können die vielen Millionen Euro für klinische Studien nicht allein aufbringen, und die Wirkstoffe bergen die gleichen Risiken wie herkömmliche Arzneimittel. Beim Nervengift aus der Kegelschnecke wurde einige Jahre nach der Zulassung entdeckt, dass nicht selten psychiatrische Symptome wie Halluzinationen oder Wahnvorstellungen auftreten. Deshalb wird das Medikament vorsichtig über mehrere Wochen eindosiert, viele Ärzte fürchten den Aufwand. Das ist einer der Gründe dafür, dass bislang laut Hersteller weniger als 500 Schmerzpatienten von der hocheffektiven Therapie profitieren. Carsten Carstens hat nie Nebenwirkungen verspürt. Doch ob das immer so bleibt, ist ungewiss. Seit dem Beginn der Therapie vor acht Jahren musste die Dosis verdoppelt werden. „Ich hoffe einfach, dass ich Glück habe und es weiterhin so gut vertrage wie bisher.“