Heilen mit Tiergift
Tiergifte enthalten medizinisch hochwirksame Bestandteile. Im Rahmen des EU-Projekts «Venomics» versuchen Forscher, das Potenzial von Tiergiften zu entschlüsseln, um dann pharmakologisch interessante Teile zu isolieren.
Die Gewinnung von Tiergiften ist eine mühsame Angelegenheit, wie hier bei der Diamant-Klapperschlange. (Bilder: Pierre Escoubas)
«Ich melke Skorpione, überlasse Schlangen und Spinnen aber lieber Kollegen», sagt der Biologe Pierre Escoubas. Denn der Umgang mit Gifttieren verlange viel Erfahrung, dann sei das Risiko, gebissen oder gestochen zu werden, gering. Das schütze einen aber nicht vor unbehaglichen Momenten, gesteht der Forscher: «Vor einigen Jahren erhielt ich einen Jutesack mit fünfzig lebenden Skorpionen. Da habe ich mich schon gefragt, wie ich die einzeln da rauskriege.»
Escoubas ist der Koordinator des mit sechs Millionen Euro finanzierten EU-Projektes «Venomics», das Tiergifte erforscht mit dem Ziel, pharmakologisch interessante Bestandteile zu isolieren. Bis heute wurden weltweit nur etwa 3500 Toxine beschrieben. «Das ist ein winziger Teil eines riesigen Eisbergs, das Potenzial für Entdeckungen ist gigantisch», sagt Escoubas. Denn es existieren weit über 100 000 Gifttiere. Jedes einzelne Tiergift enthält dabei nicht nur eine Wirksubstanz, sondern besteht aus bis zu 500 verschiedenen Toxinen, meist kleinen Proteinen, die Peptide genannt werden.
Interessante Peptide
Wissenschafter weltweit sind an diesen Peptiden interessiert. Denn die Giftcocktails von Spinnen, Schlangen und Skorpionen entwickelten sich im Laufe der Evolution mit nur einem Ziel: Sie töten Beute oder Feind in Minuten. Dies geschieht, indem sich verschiedene Toxine spezifisch an Rezeptoren in bestimmten Geweben der Beute heften, etwa Rezeptoren des Herzens oder des Nervensystems. «Das funktioniert nach dem Schloss-Schlüssel-Prinzip. Das Toxin ist der Schlüssel, der Zellrezeptor das Schloss. Medikamente wirken auf die gleiche Weise, deswegen sind Toxine ideale Arzneivorlagen», sagt Escoubas.
In Regalen der Apotheke
Einige Toxine haben es bereits in die Regale der Apotheken geschafft, andere sind auf dem Weg dorthin. Vor wenigen Wochen veröffentlichte ein amerikanisches Forscherteam, dass die Substanz ShK-186, die aus dem Gift der Sonnenanemone entwickelt wurde, gegen Übergewicht helfen könnte. Ein französisches Team entdeckte ausgerechnet im Gift der gefürchteten afrikanischen schwarzen Mamba – ihr Biss wird als Todeskuss bezeichnet – sogenannte Mambalgine, Peptide, die bei Mäusen stark schmerzlindernd wirken.
Insgesamt zwölf Medikamente wurden bereits zugelassen. Das Schmerzmittel Prialt stammt aus dem Gift einer Kegelschnecke und ist seit 2006 erhältlich. Es wirkt tausendmal stärker als Morphium, macht aber nicht süchtig. Der Wirkstoff Captopril geht auf ein Toxin im Gift der brasilianischen Grubenviper zurück und bildete die Grundlage für die Entwicklung der ACE-Hemmer, Medikamente, die gegen Bluthochdruck helfen. Mitte der 1960er-Jahre entdeckte man, dass Menschen, die von der Grubenviper gebissen wurden, mit einem oft tödlichen Blutdruckkollaps zusammenbrachen.
Das Gift wurde untersucht, der blutdrucksenkende Wirkstoff isoliert und Captopril gut 15 Jahre später in den USA zugelassen. Ein weiteres Beispiel ist das Präparat Byetta, ein Protein, das aus dem giftigen Speichel der Krustenechse gewonnen wurde. Das Mittel hilft Diabetikern, ihren Blutzuckerspiegel stabil zu halten.
Auch indirekt können Gifte helfen: Ein Toxin des gelben Mittelmeerskorpions heftet sich spezifisch an Krebszellen in Hirntumoren, aber nicht an gesundes Gewebe. Der Neuroonkologe Jim Olson aus Seattle hatte die Idee, das Toxin mit einem Farbstoff zu markieren. Die «Tumorfarbe» könnte Neurochirurgen ihr Handwerk in Zukunft wesentlich erleichtern. Denn Chirurgen könnten dann exakt zwischen krankem und gesundem Gewebe unterscheiden – was bislang schwierig ist – und den Hirntumor vollständig entfernen. Klinische Studien am Menschen sollen laut Olson schon Ende 2013 beginnen.
Gift von 200 Tierarten
Im Rahmen von «Venomics» wird das Gift von 200 Tierarten, darunter Schlangen, Skorpione, Spinnen, Wespen und Meeresschnecken, charakterisiert. Medizinisch interessante Toxine speisen die Forscher in eine Datenbank ein. Langfristig sollen diese Proteine künstlich hergestellt werden. Das spart Kosten und ermöglicht eine effizientere Erforschung der medizinisch interessanten Eigenschaften.
Denn die Gewinnung von Tiergiften kann bislang äusserst mühsam sein: «Die Diamant-Klapperschlange liefert auf einen Schlag 500 Milligramm Gift, aber manche kleinen Spinnenarten, etwa Springspinnen, müssen Hunderte Male gemolken werden, um ein Milligramm zu erhalten», sagt Rudy Fourmy, der Direktor des belgischen Labors AlphaBioToxine, einer von drei Einrichtungen in Europa, die Tiergifte produzieren.
Dazu kommt, dass die meisten Gifttiere nicht in Labors gehalten werden, sondern in der Wildnis leben, meist in schwer zugänglichen Regionen. Entsprechend hat auch Escoubas mehrere Expeditionen nach Französisch-Guayana und Polynesien organisiert, um Tiere zu fangen, deren Gift noch nie erforscht wurde. Tiere, die unter Artenschutz stehen, sind davon ausgenommen.
Erforschung wird einfacher
«In Zukunft wird die Erforschung von Tiergiften einfacher werden», sagt Zoltan Takacs, Toxikologe und Schlangenexperte an der Universität Chicago. «Neue Technologien ermöglichen mittlerweile die Untersuchungen von winzigen Giftmengen. Hinzu kommt, dass Toxine heute auch aus der Erbgutinformation der Giftdrüsen erschaffen werden können.» Mit Hilfe von Kollegen hat Takacs eine Toxin-Bibliothek erstellt, mit deren Hilfe sich pharmakologisch interessante Peptide schneller auffinden lassen. Sorgen bereitet dem Forscher der Artenschwund. Mit jedem Gifttier, das ausstirbt, verschwinden potenziell nützliche Toxine.
