Ein im Meer natürlich vorkommendes Bakterium kann Tumorzellen an ihrem unkontrollierten Wachstum hindern. Es hat dazu einen perfekteren Mechanismus als Medikamente, die mit der gleichen Strategie arbeiten.

Weniger Nebenwirkung dank Naturstoff?

Neue Hoffnungen im Kampf gegen Krebs schürte vor ein paar Jahren die Entdeckung, dass man das unkontrollierte Wachstum von Krebszellen ausbremsen kann. Nämlich indem Medikamente das so genannte Proteasom im Zellinneren blockiern, das in der Zelle die Aufgaben einer „Müllverwertungsanlage übernimmt. Auf diesem Prinzip basieren jüngere Medikamente, die allerdings viele Nebenwirkungen haben.
Biochemiker der Technischen Universität München (TUM) sind deshalb gemeinsam mit Forschern eines kalifornischen Pharmaherstellers, einem Naturstoff auf den Grund gegangen, der mit dem gleichen Mechanismus arbeitet. Es ist ihnen gelungen, die Reaktionen, die das Meeresbakterium in Zellen auslöst, aufzuklären. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse planen sie, neue, maßgeschneiderte Medikamente zu entwickeln.

Das von den Forschern entdeckte Meeresbakterium Salinispora tropica befällt Zellen und produziert ein kleines Molekül, das diese abtötet indem es ihre Müllverwertungsanlage, das Proteasom, lahmlegt. „Im Lebenszyklus einer Zelle werden immer wieder Eiweiße aufgebaut, die nach getaner Arbeit wieder vernichtet werden müssen“, sagt Michael Groll, Leiter des Forscherteams an der TUM. „Wird der Abbau blockiert, erstickt die Zelle an ihrem eigenen Müll.“

Wirkmechanismus des Bakteriums funktioniert perfekt

Doch auch der vom Bakterium produzierte Wirkstoff, der jetzt an Patienten erprobt wird, zeigt Nebenwirkungen, nicht zuletzt weil er sich gegen gesunde und kranke Zellen gleichermaßen richtet. Das ideale Krebsmedikament sollte jedoch nur Krebszellen abtöten und gesunde Zellen möglichst wenig schädigen. In der Hoffnung, die Wirkung in dieser Weise modifizieren zu können, sahen sich die Forscher den Reaktionsweg genauer an. Dabei wurde klar, warum das Bakteriengift so effektiv ist: Wie ein Schlüssel passt das Molekül in eine Öffnung des Proteasoms und blockiert es. In einer Folgereaktion reagiert es weiter zu einem nicht mehr lösbaren Komplex – der Schlüssel steckt fest und nichts geht mehr.

„Es ist unwahrscheinlich, dass es eine bessere Möglichkeit gibt das Proteasom zu blockieren, als die in Jahrmillionen von der Evolution entwickelte Methode des Bakteriums“, sagt Michael Groll. „Nachdem wir nun wissen, wie die bestmögliche Reaktion abläuft, können wir sie gezielt variieren, um ein möglichst wirksames Medikament mit nur geringen Nebenwirkungen zu entwickeln.“