Grundstein zum Bau neuer Antibiotika

20. Juni 2006, 19:04
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Thomas Marlovits im STANDARD-Interview über seine Entdeckung - Entwicklung neuer Medikamente gegen Krankheitserreger

Der Burgenländer Thomas Marlovits hat jene molekulare Maschine gefunden, mit der Bakterien Infektionen starten. Dies könnte zur Entwicklung neuer Medikamente gegen die zunehmend resistenten Krankheitserreger führen, erklärte er Andreas Feiertag.

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Wissenschafter um Thomas Marlovits vom Campus Vienna Biocenter haben den Salmonellen ihr infektiöses Geheimnis entrissen: Sie entdeckten die Nano-Strukturen des Infektionsapparates der Bakterien, berichtete das renommierte britische Fachmagazin Nature.

Salmonellen verursachen Typhus und Lebensmittelvergiftungen. Wichtiges Strukturmerkmal des Infektionsprozesses dieser Bakterien ist ein Sekretionssystem. Dieses erlaubt es den Krankheitserregern, Bakterienproteine (Toxine, Giftstoffe) in die Wirtszelle einzuschleusen. Der Apparat hat eine hohlnadelartige Struktur, deren Funktion entscheidend für den erfolgreichen Infektionsprozess ist.

STANDARD: Das komische Ding schaut aus wie ein Rüssel. Wieso ist das so wichtig?

Marlovits: Lange Zeit hat man sich das Innenleben von Zellen und Bakterien vorgestellt wie eine Suppe von tausenden Molekülen, die halt irgendwie miteinander interagieren müssen, um zu funktionieren. Heute weiß man, dass diese Moleküle in geordneten Bahnen zusammenkommen und einen funktionellen Komplex bilden, man sagt auch manchmal molekulare Maschine oder Nanomaschine dazu. Dahinter steht immer ein raffinierter und exakter Bauplan. Gram-negative Bakterien wie die Salmonellen haben ein System, in dem 200 Proteine richtig miteinander verschaltet sein müssen, um in eukaryontischen Zellen, also in menschlichen Zellen, eine Infektion auszulösen. Und dieses molekulare System, das 80 Nanometer groß ist, hat eine Form, die architektonisch ausschaut wie eine Injektionsnadel - und es funktioniert wahrscheinlich auch so. Über dieses Ding werden nur ganz gewisse bakterielle Giftstoffe selektiv aus dem Bakterium in unsere Zellen eingeschleust, die dann den Infektionsprozess vorantreiben.

STANDARD: Und was machen wir jetzt mit diesem Wissen?

Marlovits: Sobald wir verstehen, wie diese molekularen Maschinen funktionieren, haben wir auch Möglichkeiten, entsprechend eingreifen zu können. Und zwar auf zweierlei Ebenen. Zum einen ist es vorstellbar, dass Medikamente entwickelt werden, die den bakteriellen Zusammenbau dieser infektiösen Nanomaschinen verhindern. Auf der anderen Seite, auch in unserem Spezialfall mit dem Nadelapparat, kann das Wissen um die Funktionsweise dieser Maschine nicht nur als Ansatzpunkt für neue Antibiotika genutzt werden, sondern ganz im Gegenteil: Man könnte durch genau diesen Apparat vielleicht Medikamente gezielt in spezifische Körperzellen schleusen.

STANDARD: Das heißt, Sie machen den Bock zum Gärtner, das Bakterium zum Transportmittel für Arzneien. Das versucht man ja schon mit Viren.

Marlovits: So ähnlich. Das wäre eine therapeutische Möglichkeit. Theoretisch funktioniert das System schon, inwieweit es tatsächlich einmal umgesetzt werden kann, ist natürlich noch eine offene Frage.

STANDARD: Wie kommt man überhaupt auf Salmonellen als Forschungsobjekt? Hatten Sie schon einmal eine Vergiftung?

Marlovits: Nein, das war eher Zufall. Im Labor, in dem ich in den USA gearbeitet habe, hatten sie einen Fokus auf Salmonellen gelegt, weil sie ein sehr gutes Modellsystem zur Erforschung dieser Infektionsmaschine darstellen. Diese Forschung fasziniert mich aber auch deshalb, weil es dabei um eine fundamentale Frage in der Biologie geht: Wie kommen bakterielle Giftstoffe im Bakterium in unsere Zellen und initiieren den Infektionszyklus? Eine persönliche Komponente ist aber schon auch dabei. Eine Verwandte ist an einer bakteriellen Gehirnhautentzündung gestorben. Und heute beruhigt es mich sozusagen, wenn wir mit unserer Arbeit eventuell wirklich einen neuen Weg zur Behandlung von bakteriellen Infektionen gefunden und damit vielleicht den Grundstein zum Bau neuer Antibiotika gelegt haben. Das Problem ist nämlich, dass sich trotz steigender Resistenzen sehr viele Firmen aus dem Antibiotika-Geschäft zurückgezogen haben. Und zwar aus einem ganz einfachen Grund: Weil man nämlich Menschen damit heilt.

STANDARD: Sie meinen also, dass echte Heilmittel ein schlechtes Geschäft für die Pharmaindustrie darstellen?

Marlovits: Eine Pharmafirma versucht, so wie jedes andere normale Unternehmen, eine langfristige Kundenbindung aufzubauen. Und etwas, das ich nur zehn Tage einnehmen muss, um danach wieder völlig gesund zu sein, ist immer ein bisschen schwieriger, den Aktionären zu verkaufen, als ein Mittel, das der Kunde, also der Patient, ein Leben lang schlucken muss. Deshalb haben die meisten Pharmafirmen sehr ähnlich Profile und Zielkrankheiten - z. B. Alzheimer, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und alles, was chronisch ist. Es könnte also bald so weit kommen, dass sich die dringende Antibiotikaforschung auf die akademische Seite verlagert, dass universitäre und von den Regierungen unterstützte Programme entwickelt werden, um neue Medikamente herzustellen - weil der finanzielle Output, den lebensrettende Antibiotika abwerfen, für manche Pharmafirmen zu gering ist.

STANDARD: Als Leiter eines "Vienna Spots of Excellence" sind Sie nun ja eng mit der Wirtschaft verbunden. Eine Chance, hier was zu machen?

Marlovits: Nicht wirklich, hier geht es um Grundlagenforschung. Die Wiener Wirtschaftsförderung will Innovationen fördern und hat entsprechende Ausschreibungen diesbezüglich gemacht. Ich war damals in den USA, habe aber doch sehr gern die Herausforderung angenommen, etwas Neues aufzubauen. Antragsteller waren das IMP und das IMBA, die mich dann gebeten haben, die wissenschaftliche Leitung zu übernehmen. Im Fokus unserer laufenden Forschungen steht die Strukturbiologie von Makromolekülkomplexen, im Besonderen von jenen, die im Laufe von Infektionen durch pathogene Keime, in der Kontrolle der Zellteilung eine Rolle spielt. Zentrale Technologie ist die so genannte Kryoelektronenmikroskopie, mit der wir uns die Moleküle dreidimensional anschauen können - das ist das Faszinierende.

STANDARD: Sie werden dabei von Stadt Wien und Wiener Wirtschaft gefördert. Betreiben Sie Auftragsforschung?

Marlovits: Nein, das ist keine Auftragsforschung, es ist reine Grundlagenforschung. Sie dürfen nicht vergessen, dass das Wirtschaftsunternehmen, mit dem wir kooperieren, ja selbst ein Grundlagenforschungsinstitut ist, nämlich das Institut für Molekulare Pathologie hier am Campus. Es geht darum, Ressourcen gemeinsam zu nützen. (DER STANDARD Printausgabe, 14. Juni 2006)

Zur Person

Thomas Marlovits, Jahrgang 1967, wurde im burgenländischen Rechnitz geboren. Nach dem Studium der Biochemie und einigen Jahren Forschungstätigkeit an der Universität Wien ging er von 1998 bis 2000 ans deutsche Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt.

Danach zog es ihn für längere Zeit in die USA: Von 2000 bis 2005 arbeitete er an der School of Medicine der Yale University in New Haven am Department für Molekulare Biophysik and Biochemie sowie an der Abteilung für Mikrobielle Pathogenese.

IMBA

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    foto: standard/corn
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