Algen - zukünftige Wunderwaffe gegen Krebs?

Algen produzieren eine enorme Vielfalt an einzigartigen biologisch wirksamen Substanzen. Dies macht sie zu lohnenswerten Objekten für die Suche nach neuen Ressourcen und Wirkstoffen. Die Potenziale der Algen für die Entwicklung neuer Antibiotika und Anti-Krebs-Wirkstoffe erforschen derzeit Wissenschaftler aus Sachsen-Anhalt.

Algen sind spannende Forschungsobjekte für die Suche nach neuen Ressourcen zur Gewinnung von Biomasse, Energie und bioaktiven Naturstoffen. Sie können unabhängig von Umwelteinflüssen in Bioreaktoren kultiviert werden. Dort wachsen sie das ganze Jahr über und - je nach Algenart - bis zu zwanzigmal schneller als Landpflanzen. Darüberhinaus produzieren sie eine enorme Vielfalt an einzigartigen biologisch wirksamen Sekundärstoffen. Diese „Schatztruhe“ der Inhaltsstoffe wollen deutsche Forscher nun heben.  

Von den geschätzten 280.000 Algenarten auf der Erde sind bisher nur 40.000 bekannt und nur wenige hundert näher erforscht. Für die Suche nach neuen Wirkstoffen für die Medizin sind Algen lohnenswerte Organismen. In Algen wurden bisher mehr als 70 Substanzen entdeckt, die effektiv Krebszellen angreifen und zerstören. Aber auch Stoffe, die Bakterien, Viren oder Pilze abtöten oder Entzündungen heilen, wurden identifiziert. Fieberhaft werden neue Stoffklassen gesucht, um gegen vermehrt auftretende resistente Mikroorganismen neue Wirkstoffe in die Hand zu bekommen.     

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Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) arbeiten gemeinsam mit Forschern der Hochschule Anhalt an der Suche nach neuen antibiotischen und Antikrebs-Wirkstoffen in Algen. Dabei konzentrieren sich die Forscher auf besonders umweltrobuste, schnellwachsende oder temperaturstabile Mikroalgen. Die erst kürzlich beschriebene Mikroalge Eustigmatos hat es den Forschern besonders angetan.

Um schneller zum Erfolg zu kommen, verfolgen die Wissenschaftler mehrere Strategien parallel. Während die Wissenschaftler der Hochschule Anhalt die Algenanzucht in den Flüssigkulturen der Bioreaktoren zu optimieren versuchen, treiben die Hallenser Chemiker die Wirkstofffindung und Wirkstoffentwicklung voran. Sie versuchen aus der Mikroalge Eustigmatos Substanzen zu isolieren, die zur Gruppe der Lipopeptide gehören. Das sind sehr kleine, fettlösliche und oft ringförmige Eiweißmoleküle, unter denen man Wirkstoffkandidaten gegen Krebs oder bakterielle Infektionskrankheiten vermutet. Zwar ist ein Wirkstoff bisher noch nicht gefunden, aber die Forscher konnten bereits zahlreiche vielversprechende Lipopeptide ausfindig machen. 

Um die Lipopeptide in ihrer Wirkung weiter zu optimieren, setzt man am IPB auch auf die Synthese der Naturstoffe. Durch gezielte chemische Modifikation versuchen die Wissenschaftler, die Wirksamkeit der Substanzen zu verbessern. Ein eigens entwickeltes Verfahren hilft, den chemischen Variantenreichtum der Lipopetide um ein Vielfaches zu erhöhen. Auf diese Weise entstehen ganze Bibliotheken von potentiell wirksamen Arzneimitteln. 

Die Wahrscheinlichkeit, unter diesen synthetisch hergestellten, naturähnlichen Stoffen aktivere Varianten mit einer besseren pharmakologischen Wirkung als bei den ursprünglichen Algenwirkstoffen zu finden, ist sehr hoch. Erste experimentelle Befunde sprechen für den Erfolg des Verfahrens. Es gibt jedoch noch viel Forschungsbedarf bis anwendbare Wirkstoffe gefunden sind. Denn die Algen bilden in verschiedenen Wachstumsphasen unterschiedliche Sekundärstoffe aus, die es genau in ihrer Wirkung zu untersuchen gilt.

Finanziert wird das Algen-Projekt über das Wissenschaftszentrum Wittenberg (WZW) des Kultusministeriums Sachsen-Anhalt.