PARIS – Einige schicken Taucher in Schnellbooten, andere schicken Tauchroboter, um den Meeresboden zu durchsuchen, und ein Team setzt eine „Schlammrakete“ ein – alles Werkzeuge, die von Wissenschaftlern verwendet werden, um die Weltmeere nach der nächsten wirksamen Krebsbehandlung oder dem nächsten Antibiotikum zu durchsuchen.
Ein medizinisches Molekül könnte in Mikroben gefunden werden, die in Sedimenten aufgesammelt werden, von porösen Schwämmen oder Seescheiden – Kreaturen mit tonnenförmigem Körper, die an Felsen oder der Unterseite von Booten haften – oder von Bakterien, die symbiotisch in einer Schnecke leben, produziert werden.
Aber sobald eine Verbindung Potenzial für die Behandlung von beispielsweise Alzheimer oder Epilepsie zeigt, dauert die Entwicklung zu einem Medikament normalerweise ein Jahrzehnt oder länger und kostet Hunderte von Millionen Dollar.
„Angenommen, Sie wollen Krebs heilen – woher wissen Sie, was Sie studieren sollen?“ sagte William Fenical, Professor an der Scripps Institution of Oceanography, der als Pionier bei der Suche nach Arzneimitteln aus dem Meer gilt.
“Tust du nicht.”
Mit knappen Budgets und wenig Unterstützung durch große Pharmaunternehmen nehmen Wissenschaftler oft Huckepack auf andere Forschungsexpeditionen.
Marcel Jaspars von der schottischen Universität Aberdeen sagte, Kollegen sammeln Proben, indem sie ein großes Metallrohr auf ein 5.000 Meter (16.400 Fuß) langes Kabel fallen lassen, das den Meeresboden „rammt“. Eine ausgefeiltere Methode verwendet kleine, ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge.
„Ich sage den Leuten, alles, was ich wirklich will, ist eine Schlammröhre“, sagte er der Nachrichtenagentur AFP.
Dieser kleine, aber innovative Bereich der Meeresforschung steht im Rampenlicht der entscheidenden UN-Hochseevertragsverhandlungen, die Gewässer außerhalb der nationalen Gerichtsbarkeit abdecken, die diese Woche mit neuen Regeln für Meeresschutzgebiete abgeschlossen werden könnten, die für den Schutz der biologischen Vielfalt von entscheidender Bedeutung sind.
Die Nationen haben sich lange darüber gestritten, wie sie die Vorteile aus marinen genetischen Ressourcen im offenen Ozean teilen können – einschließlich Verbindungen, die in Medikamenten, Biokunststoffen und Lebensmittelstabilisatoren verwendet werden, sagte Daniel Kachelriess, Co-Lead der High Seas Alliance zu diesem Thema bei den Verhandlungen.
Und doch finden nur wenige Produkte mit marinen genetischen Ressourcen den Weg auf den Markt, von denen im Jahr 2019 nur sieben registriert wurden, sagte er. Der Wert potenzieller Lizenzgebühren wurde auf 10 bis 30 Millionen US-Dollar pro Jahr geschätzt.
Aber die enorme biologische Vielfalt der Ozeane bedeutet, dass es wahrscheinlich noch viel mehr zu entdecken gibt.
“Je mehr wir suchen, desto mehr finden wir”, sagte Jaspars, dessen Labor auf Verbindungen aus den extremen Umgebungen der Welt spezialisiert ist, wie Hydrothermalquellen und Polarregionen unter Wasser.
– Natürlicher Ursprung –
Seit Alexander Fleming 1928 einen bakterienabweisenden Schimmelpilz entdeckte, den er Penicillin nannte, haben Forscher chemische Verbindungen untersucht und synthetisiert, die hauptsächlich von landgestützten Pflanzen, Tieren, Insekten und Mikroben hergestellt werden, um menschliche Krankheiten zu behandeln.
„Die überwiegende Mehrheit der Antibiotika und Krebsmedikamente stammt aus natürlichen Quellen“, sagte Fenical gegenüber AFP und fügte hinzu, dass die Menschen zu Beginn seiner Tätigkeit im Jahr 1973 skeptisch waren, ob die Ozeane etwas zu bieten hätten.
Bei einem frühen Durchbruch Mitte der 1980er Jahre entdeckten Fenical und Kollegen eine Art Seepeitsche – eine Weichkoralle – die auf Riffen auf den Bahamas wuchs und ein Molekül mit entzündungshemmenden Eigenschaften produzierte.
Es erregte die Aufmerksamkeit der Kosmetikfirma Estee Lauder, die half, es für die Verwendung in seinem damaligen Produkt zu entwickeln.
Aber die Mengen an Meerespeitschen, die für die Erforschung und Vermarktung der Verbindung benötigt wurden, veranlassten Fenical letztendlich dazu, Meerestiere aufzugeben und sich stattdessen auf Mikroorganismen zu konzentrieren.
Forscher schöpfen Sedimente vom Meeresboden und züchten dann die Mikroben, die sie im Labor finden.
1991 fanden Fenical und seine Kollegen im Schlamm vor der Küste der Bahamas ein bisher unbekanntes Meeresbakterium namens Salinispora.
Mehr als ein Jahrzehnt Arbeit brachte zwei Krebsmedikamente hervor, eines für Lungenkrebs und das andere für den nicht behandelbaren Hirntumor Glioblastom. Beide befinden sich in der Endphase der klinischen Studien.
Fenical – der mit 81 Jahren immer noch ein Labor bei Scripps betreibt – sagte, die Forscher seien begeistert, so weit gekommen zu sein, aber die Aufregung wird durch Vorsicht gemildert.
„Man weiß nie, ob etwas wirklich gut oder überhaupt nicht nützlich ist“, sagte er.
– Neue Grenzen –
Diese lange Pipeline ist für Carmen Cuevas Marchante, Leiterin der Forschung und Entwicklung beim spanischen Biotech-Unternehmen PharmaMar, keine Überraschung.
Für ihr erstes Medikament kultivierten und sammelten sie zunächst rund 300 Tonnen der bauchigen Seescheide.
„Aus einer Tonne konnten wir weniger als ein Gramm isolieren“ der Verbindung, die sie für klinische Studien benötigten, sagte sie gegenüber AFP.
Das Unternehmen hat jetzt drei Krebsmedikamente zugelassen, die alle aus Seescheiden gewonnen werden, und hat seine Methoden zur Herstellung synthetischer Versionen natürlicher Verbindungen verfeinert.
Selbst wenn alles gut läuft, kann es laut Marchante 15 Jahre dauern, bis ein Produkt auf den Markt kommt.
Insgesamt wurden laut dem Online-Tracker Marine Drug Pipeline seit 1969 17 aus dem Meer stammende Medikamente zur Behandlung menschlicher Krankheiten zugelassen, von denen sich etwa 40 in verschiedenen Stadien klinischer Studien auf der ganzen Welt befinden.
Zu denen, die bereits auf dem Markt sind, gehören ein antivirales Herpesmittel aus einem Schwamm und ein starkes Schmerzmittel aus einer Kegelschnecke, aber die meisten behandeln Krebs.
Experten sagen, dass dies zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass die enormen Kosten für klinische Studien – die möglicherweise eine Milliarde Dollar übersteigen – die Entwicklung teurerer Medikamente begünstigen.
Aber es gibt eine „Unzahl“ von Forschungen im Frühstadium zu aus dem Meer stammenden Verbindungen für alles von Malaria bis Tuberkulose, sagte Alejandro Mayer, ein Pharmakologieprofessor an der Midwestern University in Illinois, der das Marine Pipeline-Projekt leitet und dessen Spezialgebiet das Immunsystem des Gehirns ist System.
Das bedeutet, dass es noch ein riesiges Potenzial gibt, das nächste Antibiotikum oder die nächste HIV-Therapie zu finden, sagen Wissenschaftler.
Es könnte von einer Kreatur produziert werden, die in Ozeansedimenten vergraben ist oder sich leise an den Rumpf eines Bootes klammert.
Oder es könnte bereits in unserem Besitz sein: Labore auf der ganzen Welt verfügen über Bibliotheken von Verbindungen, die gegen neue Krankheiten getestet werden können.
“Da draußen gibt es eine ganz neue Grenze”, sagte Fenical.
