Biowaffen-Abwehr Natürlicher Feind vernichtet Milzbrand-Erreger

Milzbrand-Bakterien lassen sich mit Hilfe eines natürlichen Gegners ausschalten, haben US-Forscher demonstriert. Ein Viren-Enzym zerstört die als Biowaffe einsetzbaren Erreger in Sekunden.

Im Kampf gegen den Milzbrand-Erreger Bacillus anthracis könnten winzige Gewohnheitskiller helfen: So genannte Bakteriophagen haben in Millionen von Jahren höchst wirksame Waffen gegen die Mikroben entwickelt. US-Forscher haben jetzt ein Enzym dieser Viren isoliert und erfolgreich getestet. Von seinen Experimenten berichtet das Team um Vincent Fischetti von der Rockefeller University im britischen Fachmagazin "Nature".

Mit ihrer Methode wollen die Wissenschaftler ein Problem lösen, das Biowaffen-Experten zunehmend Sorgen bereitet. "Wir wissen, dass Milzbrand eine wirkliche Bedrohung ist", sagt Fischetti. "Aber eine noch größere Gefahr geht von multiresistenten Bakterienstämmen aus, die natürlich entstehen können oder aber von Terroristen mit herkömmlichen mikrobiologischen Methoden hergestellt werden könnten."

Um für solche Fälle gerüstet zu sein, suchten Fischetti und Kollegen mit Unterstützung der US-Militärforschungsbehörde Darpa nach einer alternativen Verteidigungsstrategie. In den letzten Jahren hatte die Gruppe bereits das medizinische Potenzial der Phagen an anderen Mikroben erprobt. Nun konzentrierten sich die Forscher auf Viren, die auf die Beseitigung des Milzbrand-Erregers spezialisiert sind.

Diese Phagen nutzen ein Enzym, um die Zellwand von Bacillus anthracis aufzusprengen und ihr Erbgut ins Innere zu schleusen, wo es hundertfach repliziert wird. Den Forscher gelang es, den chemischen Türöffner zu isolieren. Wenige Tropfen der Enzymlösung konnten in Sekunden Millionen von Milzbrand-Bakterien vernichten - auch solche vom Ames-Stamm, der wohl für die Anthrax-Anschläge nach dem 11. September eingesetzt wurde.

Fischetti und seine Kollegen testeten das Phagen-Enzym auch an Mäusen, denen sie zuvor das mit dem Milzbrand-Erreger verwandte, leichter zu handhabende Bakterium Bacillus cereus verabreicht hatten. Normalerweise sterben alle damit infizierten Nager innerhalb von vier Stunden. Bis zu 80 Prozent der Tiere überlebten jedoch, wenn sie frühzeitig eine Enzym-Dosis gespritzt bekamen.

Den Forschern zufolge durchlöchert der Phagen-Stoff tatsächlich nur Anthrax-Bakterien und deren allernächste Verwandte. "Wir haben das Enzym an vielen verschiedenen Bakterientypen erprobt, auch an ähnlichen wie dem Bacillus thuringiensis, und es hatte auf sie keine Wirkung", berichtet Fischetti. Anders als Antibiotika würde diese Therapie keine nützlichen Mikroben im menschlichen Körper abtöten, so der Forscher.

Weil das Enzym essentielle Moleküle der bakteriellen Zellwand angreift, sollte es unmöglich sein, resistente Anthrax-Stämme zu züchten. Zudem könnte die Substanz auch solche Bakterien bekämpfen, die sich mangels Infektionsmöglichkeit als dauerhafte Sporen verkapselt haben. Dazu müsste man das Enzym mit einem Signalstoff vermengen, der die Erreger aus ihrem Schlummer reißt. Nach dem Keimen werden sie anfällig für die Phagen-Attacke.

Diese Kombination ließe sich auch zum schnellen Nachweis von Milzbrand-Sporen nutzen, die etwa in Postfilialen oder U-Bahn-Schächte geschleust wurden, meint Fischetti. Denn die zum Keimen angeregten und aufgesprengten Erreger verströmen den Bakterienstoff ATP, der zusammen mit bestimmten Enzymen zu einer Leuchtreaktion führt. Ein handliches Messgerät, ein so genanntes Luminometer, könnte daher zum Aufspüren der Sporen reichen.