Pilze kontra Bakterien |
 |  | Ulrike Viegener |
 |
10.09.2020 15:50 Uhr |
Ein Zufall – man könnte es auch Schlamperei im Labor nennen – führte 1928 dazu, dass der Bakteriologe Alexander Fleming Penicillin entdeckte. / Foto: Adobe Stock/caifas
Die Suche nach neuartigen Antibiotika läuft weltweit auf Hochtouren, und Pilze sind dabei große Hoffnungsträger. Heute überlässt man allerdings nichts dem Zufall. Systematisch wird das riesige Reich der Pilze auf potenziell interessante Sekundärmetabolite durchforstet. Es gibt laut Professor Stadler bei der Suche nach neuen Antibiotika keine andere Strategie, die ähnlich erfolgsversprechend ist. Angesichts ihrer Artenvielfalt lieferten Pilze einen Fundus an Sekundärmetaboliten, der bislang nur ansatzweise erschlossen und noch lange nicht ausgeschöpft sei. Weltweit dürfte es Millionen verschiedener Pilzarten geben, wissenschaftlich beschrieben sind jedoch erst 120.000. Laut dem »Welt-Pilz-Bericht« werden jährlich rund 2000 neue Arten entdeckt.
Nicht alle Pilze sind gleich kreativ: Vor allem unter den Schlauchpilzen gibt es Spezies, die den Forschern eine Vielzahl interessanter Metaboliten auf einen Schlag liefern. Von anderen Pilzen ist dagegen kaum etwas zu erwarten. Erkenntnisse der Biodiversitätsforschung helfen den Forschern, neuen Pilzen mit Potenzial auf die Spur zu kommen. Mit modernsten molekularbiologischen Methoden geht man zu Werke, um die Chancen, möglichst viele Treffer zu landen, zu erhöhen. Wirkstoffe mit völlig neuartiger antibakterieller Wirksamkeit wären »sechs Richtige mit Zusatzzahl«.
Wurde in punkto antibakterieller Wirksamkeit ein Treffer erzielt, muss der aktive Metabolit erst einmal isoliert werden. Dann machen sich die Forscher an die Aufklärung seiner Struktur. Anschließend oder auch schon parallel wird der Stoff durch Testbatterien geschickt, um ein genaues Wirkprofil zu erstellen und die Wirkmechanismen zu charakterisieren. Die verwendeten Assays erlauben zum Beispiel Aussagen darüber, ob die Testsubstanz in der Lage ist, die Ausbildung eines Biofilms zu unterdrücken, die manche Bakterien schwerer angreifbar macht.
Voraussetzung ist, dass sich die Pilze kooperativ verhalten und den Wirkstoff, auf den es die Wissenschaftler abgesehen haben, in ausreichenden Mengen produzieren. Das jedoch ist mitunter ein Problem: Manchen Pilze stellen die Wirkstoff-Produktion nämlich unter Laborbedingungen ein – aus Sicht des Pilzes ein logischer Schritt, denn in einem keimfreien Labor sind antibakterielle Geschütze überflüssig. Mit manipulativen Methoden müssen die Forscher die Pilze in einem solchen Fall erst dazu bringen, die Synthese trotzdem wieder anzuwerfen.
Pilze stellen neben Pflanzen und Tieren das dritte große Reich eukaryotischer Lebewesen (die einen echten Zellkern besitzen). Wie Pflanzen, denen sie lange Zeit zugeordnet wurden, sind Pilze sesshaft. Im Unterschied zu Pflanzen sind sie jedoch nicht in der Lage, Photosynthese zu betreiben. Sie müssen sich von organischem Substrat ernähren – genauso wie Tiere, mit denen sie nach heutigem Kenntnisstand näher verwandt sind. Im Gemüseregal des Supermarkts haben Pilze so gesehen nichts zu suchen.
Das Lebensreich der Pilze weist eine riesige Artenvielfalt auf. Auf den ersten Blick fällt es nicht leicht, eine Verwandtschaft zum Beispiel zwischen einem Champignon und einem Schimmelpilz zu erkennen. Aber es gibt eine. Alle Pilze – Ständerpilze, Schlauchpilze und Hefepilze – haben eine gemeinsame Organisationsstruktur: Pilze bilden fädige, verzweigte Hyphen aus, die sich zu einem Myzel verflechten. Bei den Speisepilzen – deren Fruchtkörper wir essen – ist dieses Myzel im Boden verborgen. Auch einzellige Hefepilze bilden unter bestimmten Bedingungen Hyphen aus.
