Im Boden schlummert ein pharmazeutischer Schatz, den Forschende am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) in Saarbrücken nun ein gutes Stück weit gehoben haben. In jahrzehntelanger Kleinarbeit hat ein Team des Instituts die bekannte Vielfalt der Myxobakterien massiv ausgeweitet – jener winzigen Organismen, die als eine der vielversprechendsten Quellen für neue Wirkstoffe gelten. Die Ergebnisse dieser Arbeit erschienen in der Fachzeitschrift Advanced Science.
Der Hintergrund ist alles andere als abstrakt: Antibiotikaresistenzen nehmen weltweit zu, und ohne neue Wirkstoffe droht die Behandlung bakterieller Infektionen in Zukunft ins Leere zu laufen. Der überwiegende Teil der heute klinisch genutzten Antibiotika geht auf Naturstoffe zurück, die Bakterien und andere Mikroorganismen produzieren. Myxobakterien sind dabei im Vergleich zu vielen anderen Mikroben bislang kaum erforscht – und genau das macht sie so interessant. Denn je größer die biologische Vielfalt der untersuchten Bakterien ausfällt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich unter ihnen bisher unbekannte Wirkstoffkandidaten verbergen.
Wie deutlich das Team diese Vielfalt vergrößert hat, zeigen die Zahlen. Bislang kannte die Wissenschaft in der Ordnung der Myxobakterien lediglich elf Familien und 32 Gattungen. Das Team um Prof. Rolf Müller, wissenschaftlicher Direktor des HIPS und Leiter der Abteilung „Mikrobielle Naturstoffe“, sammelte über Jahrzehnte hinweg Bodenproben und isolierte daraus vorwiegend Myxobakterien. Unterstützung kam dabei auch von Bürgerinnen und Bürgern im Rahmen der Citizen-Science-Kampagne Microbelix. Am Ende stand eine erweiterte Bilanz von 28 Familien und 90 Gattungen sowie 118 neu beschriebene Myxobakterien samt ihrer sequenzierten Genome.
Für die Forschenden ist jeder dieser genetischen Baupläne ein Fund. „Die neu isolierten Bakterien und deren Genomsequenzen bieten uns einen reichhaltigen Schatz an neuartigen Naturstoffen und deren genetischen Bauplänen. In praktisch jedem der analysierten Genome finden wir gleich mehrere Gensequenzen für die Herstellung potenzieller Wirkstoffe, die noch niemand zuvor gesehen hat – das ist wahnsinnig spannend“, sagt Dr. Ronald Garcia, Wissenschaftler in der Abteilung „Mikrobielle Naturstoffe“.
Damit die Daten nicht in Saarbrücken versanden, stellt das HIPS-Team sie der weltweiten Forschung zur Verfügung. Ein interaktiver, webbasierter Atlas namens ABC-Myxo bündelt kostenfrei jene Genbereiche, mit denen Myxobakterien Wirkstoffe produzieren. Die Bakterien selbst werden künftig vom Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen für Forschungszwecke vorgehalten.
Dass aus den Mikroben tatsächlich neue Substanzen entstehen, hat das Team bereits belegt. Fünf neue Substanzklassen beschreibt die Studie: Myxoquaterine wirken gegen Pilze, Sandacrabine gegen Viren, Sandarazole antibakteriell. Hinzu kommen neue Sorangibactin-Siderophore sowie Pyxidicycline als neuartige Topoisomerase-Hemmer. „Unsere Daten belegen eindrücklich, wie wichtig mikrobielle Biodiversität für die Entdeckung neuer Natur- und Wirkstoffe ist“, betont Müller. In bereits gut untersuchten Mikroorganismen fänden sich kaum neue Substanzen, die myxobakterielle Sammlung dagegen berge beispielloses Potenzial und lege den Grundstein für dringend benötigte Wirkstoffe.
Wer sich einbringen möchte, kann das übrigens selbst tun. Im Mitmach-Projekt Microbelix dürfen Interessierte in naturnahen Räumen Bodenproben sammeln und sie den Forschenden am HIPS zusenden – und so ganz konkret an der Suche nach den Medikamenten von morgen mitwirken.
