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Neuer Tuberkulose-Wirkstoff aus dem Hans-Knöll-Institut

26.02.2009
Ein völlig neuer Wirkstoff gegen Tuberkulose wurde am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI) - in Jena entwickelt.

Er ist auch bei multiresistenten Erregern der Infektionskrankheit wirksam.

Das amerikanische Pharmaunternehmen Inverness Medical Innovations hat sich eine Exklusivlizenz gesichert und entwickelt auf Grundlage des Wirkstoffs ein Medikament. Ein wesentlicher Teil der Entwicklungsarbeit wird vom Jenaer Tochterunternehmen Clondiag GmbH durchgeführt.

Ein völlig neuer Wirkstoff gegen Tuberkulose wurde am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI) - in Jena entwickelt. Die zur Gruppe der Benzothiazinone gehörende Substanz ist in der Lage, den Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis in Laborversuchen mit hoher Effizienz abzutöten.

An infizierten Mäusen wurde außerdem nachgewiesen, dass der Wirkstoff die tödliche Krankheit heilen kann, ohne für die Tiere selbst schädlich zu sein. Nach Jahrzehnten der erfolglosen Suche liegt damit ein neues Medikament zur Bekämpfung einer der größten Geißeln der Menschheit in greifbarer Nähe. Mit dem international operierenden Pharmaunternehmen Inverness Medical Innovations hat ein schlagkräftiger Industriepartner die Entwicklung des Medikamentes übernommen.

Nach Sicherung einer Exklusivlizenz für die Nutzung und Vermarktung des Wirkstoffes stehen nun zunächst umfangreiche Untersuchungen an, um die Wirksamkeit ausgewählter Substanzen in Tierversuchen und am Menschen prüfen.

Entdeckt wurde der Wirkstoff vom Team um Dr. Ute Möllmann am HKI. In enger Kooperation mit dem Chemiker Dr. Vadim Makarov aus Moskau gelang ihnen in jahrelanger akribischer Arbeit die Isolierung und Optimierung einer Substanz, die Mykobakterien mit hoher Spezifität abtötet.

Ausgehend von einer bestimmten Grundstruktur synthetisierte Dr. Makarov während wiederholter Gastaufenthalte am HKI eine Vielzahl neuer Varianten des Moleküls. Frau Dr. Möllmann analysierte die antibiotische Aktivität dieser Substanzfamilie in sogenannten Bioaktivitäts-Assays.

Mit diesen Testverfahren kann unkompliziert und schnell geprüft werden, ob eine bestimmte Substanz für weitergehende Untersuchungen in Frage kommt oder nicht. Die Tests lieferten schließlich - basierend auf jahrzehntelangen Erfahrungen Möllmanns in der Antibiotika-Forschung - den entscheidenden Hinweis auf die neue Substanzklasse. Das Molekül wurde daraufhin von Dr. Makarov chemisch analysiert und synthetisiert. Es übertraf schließlich die optimistischen Erwartungen der beteiligten Forscher.

Die Substanz ist nicht nur gegen den Tuberkulose-Erreger selbst hochwirksam, sondern auch gegen die besonders gefährlichen Antibiotika-resistenten Varianten, die sich zunehmend verbreiten und eine Therapie praktisch unmöglich machen. Die vertiefte wissenschaftliche Untersuchung der Substanz erfolgt nun gemeinsam in dem von Prof. Stewart Cole koordinierten europäischen Projektverbund NM4TB ("New medicines for tuberculosis"). Prof. Cole ist nach langjähriger Forschung am Pariser Institut Pasteur nun Direktor des Global Health Institute in Lausanne. Inzwischen konnte gezeigt werden, dass die Benzothiazinone einen völlig neuen Angriffspunkt bei den Tuberkulosebakterien treffen.

Für Prof. Axel Brakhage, Direktor des HKI und Lehrstuhlinhaber an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, bestätigt die Entdeckung des neuartigen Antibiotikums den wissenschaftlichen Kurs des Hans-Knöll-Instituts: "Anknüpfend an die mit Hans Knöll begonnene, äußerst erfolgreiche Tradition des Instituts widmen wir uns weiterhin mit neuesten Methoden der Naturstoff-Forschung und der Wirkstoff-Entwicklung.

Durch die deutliche Verstärkung der Infektionsbiologie verstehen wir heute weitaus besser, wie Krankheitsprozesse ablaufen und welche molekularen Mechanismen daran beteiligt sind. Auf diese Weise gelingt es uns, neue Angriffspunkte für künftige Medikamente zu identifizieren und maßgeschneiderte Wirkstoff-Kandidaten zu synthetisieren. Wir freuen uns riesig, dass Frau Dr. Möllmann zum Abschluss ihrer beruflichen Laufbahn ein solch außerordentlicher wissenschaftlicher Erfolg zuteil wurde.

Er beruht auf unermüdlichem Forscherdrang, intensiven Kooperationen mit Fachkollegen in aller Welt und einer guten Portion Durchhaltevermögen in den schwierigen Phasen der wissenschaftlichen Arbeit".

Die exzellente wissenschaftliche Leistung kann nach Überzeugung von Prof. Brakhage nur auf der Grundlage einer topmodernen Infrastruktur erbracht werden. Daher sei auch der großzügigen Förderung des HKI durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung und das Thüringer Kultusministerium zu danken. Beide Ministerien engagieren sich seit langem sehr intensiv für die Stärkung der Lebenswissenschaften in Jena, das HKI ist hierfür ein Paradebeispiel.

Der neu gefundene Wirkstoff wurde nach seiner Entdeckung weltweit zum Patent angemeldet. Nachdem umfangreiche Ergebnisse zur biologischen Wirksamkeit und Verträglichkeit vorlagen, begannen Lizenzverhandlungen mit mehreren Pharmaunternehmen, die an einer Medikamentenentwicklung interessiert waren. Die Wahl fiel nach intensiven Gesprächen und Prüfungen schließlich auf den amerikanischen Konzern Inverness Medical Innovations und dessen Jenaer Tochterunternehmen, CLONDIAG GmbH.

"Uns ist es damit gelungen, einen Teil der weiteren Entwicklung in Jena zu behalten und somit Arbeitsplätze in Thüringen zu sichern. Und da CLONDIAG aus dem HKI und dem benachbarten Institut für Photonische Hochtechnologien ausgegründet wurde, bleiben wir dem künftigen Geschehen auf jeden Fall eng verbunden", betont Brakhage. Die Verhandlungen zur Lizenzerteilung gestalteten sich sehr kompliziert, da daran Partner aus vier Nationen beteiligt waren.

Das HKI sicherte sich hierfür die kompetente Unterstützung durch die Ascenion GmbH, einem auf die Verwertung von Schutzrechten im Bereich der Lebenswissenschaften spezialisierten Unternehmen.

Die Tuberkulose ist auch heute noch eine der gefährlichsten Infektionskrankheiten der Welt. Jährlich sind ca. 2,5 Millionen Todesopfer zu beklagen. Die auch als "weißer Tod" bezeichnete Krankheit tritt vor allem in den armen Regionen der Erde auf. Ihre Ausbreitung wird durch schlechte Wohnverhältnisse, hohe Personendichte, mangelhafte hygienische Zustände und unzureichende Ernährung begünstigt.

In den Industriestaaten hat die Tuberkulose vor allem als Folgekrankheit bei HIV-Infizierten und AIDS-Patienten, aber auch durch Migration und Tourismus, eine Renaissance erfahren. Eine besondere Zellwandstruktur der Erreger ist dafür verantwortlich, dass bisher nur wenige Medikamente existieren, die eine Infektion wirksam zurückdrängen können. Dabei ist eine mehrmonatige Behandlung mit einer Kombination aus bis zu vier verschiedenen Arzneistoffen erforderlich.

Vor allem für die Entwicklungs- und Schwellenländer werden dringend hochwirksame, billig zu produzierende Medikamente benötigt, die auch unter extremen klimatischen Bedingungen unkompliziert angewendet werden können. Ein besonderes Problem stellen die sogenannten multiresistenten Mykobakterien dar, denen die heute verfügbaren Antibiotika nichts mehr anhaben können und die sich weltweit rasant ausbreiten.

Der am HKI gefundene Wirkstoff könnte einen Ausweg aus diesem Dilemma bieten. Die Substanz greift an einer anderen zellulären Struktur an, als alle bekannten Tuberkulosemedikamente.

Das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut - wurde 1992 gegründet und gehört seit 2003 zur Leibniz-Gemeinschaft. Die Wissenschaftler des HKI befassen sich mit der Infektionsbiologie insbesondere human-pathogener Pilze. Sie untersuchen die molekularen Mechanismen der Krankheitsauslösung und die Wechselwirkung mit dem menschlichen Immunsystem. Neue Naturstoffe aus Mikroorganismen werden auf ihre Wirksamkeit gegen Pilzerkrankungen untersucht und zielgerichtet modifiziert.

Das HKI verfügt derzeit über fünf wissenschaftliche Abteilungen, deren Leiter gleichzeitig berufene Professoren der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) sind. Hinzu kommen fünf Nachwuchsgruppen und fünf Querschnittseinrichtungen mit einer integrativen Funktion für das Institut, darunter das anwendungsorientierte Biotechnikum als Schnittstelle zur Industrie. Zur Zeit arbeiten etwa 280 Menschen am HKI, darunter 93 Doktoranden.

Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 86 Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesamtgesellschaftlich relevante Fragestellungen strategisch und themenorientiert.

Dabei bedienen sie sich verschiedener Forschungstypen wie Grundlagen-, Groß- und anwendungsorientierter Forschung. Sie legen neben der Forschung großen Wert auf wissenschaftliche Dienstleistungen sowie Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Sie pflegen intensive Kooperationen mit Hochschulen, Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Das externe Begutachtungsverfahren der Leibniz-Gemeinschaft setzt Maßstäbe. Jedes Leibniz-Institut hat eine Aufgabe von gesamtstaatlicher Bedeutung.

Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen etwa 14.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon sind ca. 6.500 Wissenschaftler, davon wiederum 2.500 Nachwuchswissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,1 Mrd. Euro, die Drittmittel betragen etwa 230 Mio. Euro pro Jahr.

Dr. Michael Ramm | idw
Weitere Informationen:
http://www.hki-jena.de
http://www.leibniz-gemeinschaft.de

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