Spinnengift-Medikamente: Vielversprechende Wirkstoff-Quelle identifiziert

Heimische Spinnengifte mit großem medizinischen Potenzial

Bei dem Gedanken an Spinnen packt viele Menschen der blanke Graus. Doch in dem Gift der Tiere schlummern zahlreiche potenzielle Wirkstoffe. Ein Spinnengift kann aus bis zu 3000 Komponenten zusammengesetzt sein. Viele davon sind Peptide mit medizinischem Potenzial. Ein deutsches Forschungsteam analysierte nun das Gifte der in Deutschland heimischen Wespenspinne. Dabei zeigte sich, dass das Gift eine reichhaltige Quelle für medizinisch interessante Substanzen ist.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und der Justus-Liebig-Universität Gießen widmeten sich im Rahmen einer Studie den bisher kaum beachteten Giften von einheimischen Spinnen. In Spinnengiften sind der Arbeitsgruppe zufolge eine Vielzahl von unerschlossenen Substanzen enthalten, die unter anderem für die Herstellung neuer Schmerzmittel oder Antibiotika sowie für Medikamente gegen neuronale Schäden nach Schlaganfällen verwendet werden könnten. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in den Fachjournalen „Biomolecules“ und „Biological Reviews“ vorgestellt.

In Spinnengiften schlummern viele unerschlossene Wirkstoffe

„Spinnengifte sind eine weitgehend unerschlossene Ressource, dies liegt unter anderem an der schieren Vielfalt – etwa 50 000 Arten sind bekannt“, erläutert Forschungsleiter und Biochemiker Dr. Tim Lüddecke in einer Pressemitteilung zu der Studie. Einige dieser Toxine wirken beispielsweise auf Schmerzrezeptoren von Nervenzellen. Besonders vielversprechend sei der Giftcocktail der Australischen Trichternetzspinne. Frühere Untersuchungen haben nahegelegt, dass man mit den Wirkstoffen aus diesem Spinnengift neuronale Schäden nach Schlaganfällen behandeln und Herzen für Organtransplantationen länger haltbar machen könnte.

Bislang ungenutztes Potenzial

„Es handelt sich um ein sehr junges Forschungsfeld“, betont Dr. Lüddecke. Viele der im Gift enthaltenen Substanzen seien zwar entdeckt und beschrieben, doch der Großteil wurde noch nie für medizinische Zwecke getestet. Bei der Pestizidforschung sei man bereits einen Schritt weiter. Da Spinnen ihr Gift nutzen, um Insekten zu betäuben, bieten die enthaltenen Substanzen auch eine gute Grundlage für Biopestizide zur Abwehr von Schädlingen auf Nutzpflanzen.

Heimische Spinnengifte bislang unbeachtet

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die in diesem Forschungsfeld tätig sind, haben sich bisher überwiegend auf Spinnengifte von großen und als gefährlich geltenden Spinnen konzentriert. Solche Arten leben größtenteils in den Tropen. „Die meisten Spinnen in Mitteleuropa sind maximal zwei Zentimeter groß, ihre Giftmenge reichte für Experimente nicht aus“, bestätigt Lüddecke. Doch inzwischen seien die Analysemethoden präzise genug, um auch die kleinsten Giftmengen untersuchen zu können.

Gift der Wespenspinne entschlüsselt

Mithilfe modernster Technik konnte das Team um Dr. Lüddecke erstmals einige Gifte von heimischen Spinnen analysieren. Besonderes Augenmerk galt dem Gift der Wespenspinne (Argiope bruennichi), die ihren Namen ihrer auffällig wespenähnlichen Färbung verdankt. Die Forschenden konnten die Bestandteile des Gifts entschlüsseln. Es besteht aus 53 zum Teil neuartigen Biomolekülen – einige mit medizinischem Potenzial.

Was sind Knottine?

Wie die Arbeitsgruppe berichtet, sind in dem Gift der Wespenspinne, wie in vielen anderen Spinnengiften auch, sogenannte Knottine enthalten. Dabei handelt es sich um neurotoxische Peptide, die aufgrund ihrer Knotenstruktur robust gegenüber chemischem, enzymatischem und thermischem Abbau sind. Aufgrund ihrer Robustheit eignen sich die Moleküle daher als Bestandteil von Medikamenten, die oral verabreicht, aber im Magen-Darmtrakt nicht verdaut werden. Dies könnte sicherstellen, dass sich die Wirkstoffe an der richten Stelle entfalten.

Weniger Nebenwirkungen bei Spinnengift-Medikamenten?

Zudem binden Knottine laut der Forschungsgruppe spezifisch an Ionenkanäle. „Je spezifischer ein Molekül an sein Zielmolekül andockt, nur einen einzigen Typ von Ionenkanal angreift, desto weniger Nebenwirkungen löst es aus“, verdeutlicht Lüddecke. Eine geringe Konzentration reiche bereits aus, um die Aktivität der Ionenkanäle zu beeinflussen. Infolgedessen könnten aus Spinnengiften abgeleitete Arzneien niedrig dosiert verabreicht werden.

Bislang einzigartige Substanz im Gift der Wespenspinne

Darüber hinaus entdeckte das Team im Gift der Wespenspinne Moleküle, die in ihrer Struktur Neuropeptiden ähneln, die für den Transport von Informationen zwischen den Nervenzellen verantwortlich sind. „Wir haben neuartige Familien von Neuropeptiden gefunden, die wir bislang von anderen Spinnen nicht kennen“, unterstreicht Biochemiker Lüddecke. „Wir vermuten, dass die Wespenspinne damit das Nervensystem von Insekten angreift.“

Wie kann das Gift für die Medizin nutzbar gemacht werden?

Da die Ausbeute an Gift aus den Tieren viel zu gering wäre, um sie für die Nutzung zu erschließen, entwickelten die Forschenden eine Methode, um das Toxin der Wespenspinne auf andere Art herzustellen. Sie sequenzierten die mRNA der Giftdrüsen der Tiere und modifizierten Bakterien mithilfe der Gensequenz so, dass sie das Spinnengift produzieren. „Wir bauen quasi genetisch modifizierte Bakterien, die das Toxin in großem Maßstab herstellen“, resümiert Lüddecke. Diese Methode soll nun im nächsten Schritt der Forschungsarbeit getestet werden. (vb)