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Die Hüter der Mikroben

Beyond Science

Die Wissenschaftler am Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in Braunschweig forschen im Reich des Unsichtbaren. Ihre Erkenntnisse dienen dem Schutz des Menschen, der Erde und des Alls.

Wir sehen sie nicht mit bloßem Auge, doch sie bestimmen das Leben auf der Erde – Bakterien, Phagen, Viren und Pilze. Seit rund vier Milliarden Jahren gibt es Mikroorganismen
auf unserem Planeten; 70 Prozent der gesamten Biomasse der Erde besteht aus diesen Kleinstlebewesen. Jahrtausendelang waren sie unsichtbar für den Menschen. Erst als Gelehrte Ende des 16. Jahrhunderts erste Mikroskope verwendeten, entstand allmählich die Mikrobiologie als Forschungszweig. Weitere Jahrhunderte vergingen, bis Forscher den Zusammenhang zwischen Gesundheit, Krankheiten und Mikroben entdeckten.
Mittlerweile ist die Bedeutung der Mikroben unbestritten. In der DSMZ, einem der größten Bioressourcen-Zentren weltweit, das in diesem Jahr sein 50-jähriges Bestehen feiert, werden sie archiviert und untersucht.

Mehr als 50.000 Kulturen – darunter Tausende verschiedener Stämme von Bakterien, Pilzen, menschlichen, tierischen und pflanzlichen Zelllinien, dazu Pflanzenviren und Antiseren sowie Erbmaterialien von Bakterien – lagern dort in Ampullen, Gefriertanks und Kulturgefäßen.

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Phagen statt Antibiotika können Leben retten


Sie verraten, wie die mikrobielle Vielfalt im Laufe der Evolution entstanden ist und wie Mikroorganismen an der Entstehung und Bekämpfung von Krankheiten beteiligt sind. Ein besonders wichtiges Feld, denn die klassische Medizin stößt zunehmend an ihre Grenzen. Antibiotika, die vermeintlichen Wundermittel des 20. Jahrhunderts, kapitulieren vor multiresistenten Keimen. Heute schon sterben allein in der EU mehr als 30.000 Menschen pro Jahr an diesen Killer-Erregern, wie eine Analyse des European Antimicrobial Resistance Surveillance Network (EARS-Net) ergeben hat.
„Wir waren durch Antibiotika verwöhnt“, resümiert Dr. Christine Rohde, Arbeitsgruppenleiterin der AG klinische Phagen und Regulationen in der Abteilung Bioökonomie und Gesundheitsforschung des Leibniz-Instituts DSMZ in Braunschweig. „Doch jetzt sind wir in einer Ära, in der sich angesichts der Resistenzen Verzweiflung breitmacht. Jetzt müssen wir richtig lospowern und Alternativen finden.“

Glücklicherweise gibt es sie. Bakteriophagen, winzige Viren, greifen schädliche Bakterien an, nisten sich in ihnen ein, nutzen sie für ihre Vermehrung und lösen sie dann auf. Das machten sich bereits im vergangenen Jahrhundert Forscher und Ärzte zunutze.

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Schon kurz nach dem Ersten Weltkrieg arbeiteten mehr als 1000 Mitarbeiter am GeorgiEliava-Institut für Bakteriophagen in der georgischen Hauptstadt Tiflis. Sie produzierten Tonnen von Phagen in riesigen Fermentern. „Die Phagen wurden von der russischen Armee im Zweiten Weltkrieg sowohl prophylaktisch als auch kurativ gegen Infektionen eingesetzt“, sagt Rohde.
„In Tiflis ist ein unglaublicher Erfahrungsschatz niedergelegt. Leider sind die früheren Studien jedoch alle in Russisch verfasst“, bedauert Rohde. „Wir sind erst am Anfang mit unserer Forschung und brauchen viel Geld – und eigene publizierte klinische Studien entsprechend den Normen guter wissenschaftlicher Praxis, um anwendungsreife Ergebnisse zu bekommen.“

Das werde noch einige Jahre dauern. Noch ist die Phagentherapie für Menschen hierzulande nicht zugelassen. Doch dem 28-jährigen Ropen hatte sie bereits einmal das Leben gerettet. Der Panzernashornbulle im Tiergarten Nürnberg hatte eine schwere Infektion – kein Antibiotikum half. Erst die Phagen des DSMZ konnten seinerzeit Ropen vor dem Einschläfern bewahren.

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Austausch in alle Welt und Schutz des Weltraums


Die Phagen sind ein eindringliches Beispiel, wie wichtig der Austausch der Forscher untereinander ist. Kein Wunder, dass die DSMZ mit ihrer riesigen Mikroben-Sammlung ein gefragter Ansprechpartner für Wissenschaftler, diagnostische Labore und Indus-trieunternehmen in aller Welt ist. Sie können Proben im DSMZ-Shop einfach online bestellen.

Rund 40.000 Päckchen mit wertvollem Probenmaterial verlassen Jahr für Jahr die Labore in Braunschweig und landen bei rund 10.000 Kunden aus 90 Ländern. Im Gegenzug stellen viele Wissenschaftler weltweit ihr eigenes biologisches Material samt gewonnenen Erkenntnissen ihren Braunschweiger Kollegen für deren offene Sammlung zur Verfügung.

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Doch damit nicht genug. Das Forschungsgebiet der Mikroben-Spezialisten wird immer weiter. Inzwischen hat sich herausgestellt, dass bestimmte Mikroorganismen sogar extreme Lebensbedingungen, wie sie in Reinräumen und im All herrschen, überleben können. Gemeinsam mit der europäischen Weltraumbehörde ESA erforscht die DSMZ auch diese widerstandsfähigen Organismen. So soll verhindert werden, dass Raumfahrzeuge irdische Mikroben versehentlich im Weltraum verstreuen. Ein Wissenschaftszweig, der sicherlich sogar Mr. Spock vom „Raumschiff Enterprise“ begeistern würde: „Faszinierend!“