Forscher wollen Bakterien auf Befehl Wirkstoffe im Körper produzieren lassen

Bei Entzündungen des Darms könnte nach Ansicht britischer Forscher in Zukunft ein Löffel Zucker ausreichen, um Arzneien direkt vor Ort im Körper zu produzieren. Benötigt werden dazu lediglich einige gentechnisch veränderte Darmbakterien, die in Anwesenheit des Zuckers entzündungshemmende Wirkstoffe produzieren und die Produktion einstellen, wenn der Zucker nicht mehr verfügbar ist. Im Labor funktioniert die potenzielle Medikamentenfabrik bereits “ allerdings nicht mit normalem Haushaltszucker, sondern mit sogenannten Xylanen, einer Zuckerart, die unter anderem in der Rinde von Bäumen vorkommt.

Ausgangspunkt der Wissenschaftler um den Biologen Simon Carding von der Universität Leeds war ein Bakterium, das im Darm für den Abbau der Xylane zuständig ist. Dazu nutzt es ein bestimmtes Enzym, das nur dann aktiv wird, wenn es mit den Zuckern in Kontakt kommt. Dessen Gen koppelten die Forscher für ihr Produktionssystem mit einem Erbgutabschnitt, der die Information für die Bildung von so genannten Zytokinen trägt “ einer Gruppe von Proteinen, die Entzündungen eindämmen und helfen, die angegriffene Darmwand zu regenerieren. Dank dieser Verbindung fungiert der Zucker nun als eine Art Schalter: Sobald er im Darm ankommt, springt das Abbauenzym an und aktiviert dabei gleichzeitig die Produktion der Zytokine. Ist der Zucker verbraucht, stellt das Enzym seine Tätigkeit ein und stoppt dadurch auch die Zytokinbildung.

Da Xylane in den meisten Nahrungsmitteln wenn überhaupt nur in sehr geringen Mengen vorkommen, eignen sie sich sehr gut für eine Schalterfunktion, so die Forscher. „Herkömmliche Produktionssystem mit Bakterien oder Viren bilden ihre Wirkstoffe nonstop“, so Studienleiter Carding. Das sei problematisch, da einige nur bei einer bestimmten Konzentration wirkten und in grösseren Mengen sogar schädlich sein könnten. „Daher ist es von entscheidender Bedeutung, kontrollieren zu können, wann und wieviel von dem Wirkstoff verabreicht wird“. Genau das, so der Forscher, könne das neue System leisten: Um die Zytokinmenge zu steigern, müsse der Patient lediglich mehr Xylane zu sich nehmen.

Bislang existieren die an- und abschaltbaren Bakterien allerdings nur im Labor. Im Lauf der nächsten zwölf Monate wollen die Wissenschaftler nun jedoch testen, ob sich die Mikroben auch im Tierversuch bewähren, und dann zu den klinischen Studien übergehen. Sollten auch diese positiv verlaufen, könnten mit dem System nicht nur Entzündungen des Darms behandelt werden, sondern möglicherweise auch Darmkrebs, glauben die Forscher.

Mitteilung der University of Leeds