Tiergifte: Bis(s) zur Heilung

28. September 2016
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Tiergifte sollen Gegner abschrecken, lähmen oder töten. Immer häufiger entdecken Forscher jedoch, dass das Gift von Schlangen, Skorpionen oder Spinnen auch Krankheiten heilen kann und dabei noch lukrativ ist. Captopril und das Antidiabetikum Exenatid haben es vorgemacht.

Weltweit existieren mehr als 100.000 Gifttiere. Jedes einzelne Tiergift enthält eine Kombination aus bis zu 500 Toxinen. Diese binden spezifisch an bestimmte Rezeptoren beispielsweise des Herzens oder Nervensystems und können so ihre Beute innerhalb weniger Minuten töten. Doch die Toxine können noch mehr: In niedriger Dosierung wirken einzelne Bestandteile der Tiergifte als Antidiabetikum oder gegen Bluthochdruck und Krebs.

Häufig binden sie an Schlüsselmoleküle in den menschlichen Zellen und verändern die physiologischen Abläufe, die durch die Erkrankung gestört wurde. Patienten mit hartnäckigen Schmerzen oder anderen neurologischen Beschwerden benötigen zum Beispiel Medikamente, die das Neuronenfeuer aufhalten. Dies gelingt mit neurotoxischem Schlangen- oder Spinnengift. Durch kleine Veränderung in der chemischen Zusammensetzung oder eine angepasste Dosis wird das Gift in ein Arzneimittel verwandelt. Diesen Vorgang des Untersuchens von lebenden Organismen insbesondere für pharmazeutische Zwecke sowie der anschließenden chemischen Modifikationen wird als Bioprospektion bezeichnet.

Mit Schlangengift gegen Hypertonie

Etwa ein halbes Dutzend Medikamente wurden bereits aus Schlangengift entwickelt und zugelassen. Einer der Ersten war Captopril. Dieser ACE-Hemmer blockiert das Angiotensin Converting Enzym im Renin-Angiotensin-Aldosteron-System. Er senkt den Blutdruck, hilft bei Herzschwäche und reduziert das Herzinfarkt- sowie Schlaganfall-Risiko. Als Vorlage für die Entwicklung diente das Peptid BPP5a („Bradykinin potenzierendes Peptid”), das in dem Gift der Jararaca-Lanzenotter (Bothrops jararaca), einer brasilianischen Schlangenart, enthalten ist. BPP5a selbst eignete sich nicht als Arzneimittel, da es sehr schnell abgebaut wird. Mithilfe einiger Modifikationen konnten Wissenschaftler jedoch die Wirkdauer verlängern. Entwickelt wurde der Blutdrucksenker bereits in den 1970er Jahre. Seit seiner Einführung im Jahr 1981 rettete Captopril wahrscheinlich mehr Menschen das Leben als durch das Gift der Jararaca-Lanzenotter und andere Vipern in den letzten Jahrhunderten gestorben sind. Der Erfolg des Blutdrucksenkers ebnete den Weg für weitere Bioprospektionen.

Diabetesmittel aus Monsterspeichel

Das Gila-Monster, auch unter dem Namen Gilatier oder Gila-Krustenechse (Heloderma suspectum) bekannt, lebt in den Trockengebieten des südwestlichen Nordamerikas. Obwohl es sehr schwerfällig wirkt, kann es blitzschnell zubeißen. Sein Gift wird nicht wie bei Schlangen durch Hohlzähne injiziert, sondern durch Kaubewegungen einmassiert. In dem verabreichten Giftcocktail ist unter anderem ein Polypeptid mit dem Namen Exendin-4 enthalten. Entdeckt wurde das Molekül bereits in den frühen 1990er Jahren von dem New Yorker Endokrinologen John Eng. Er entwickelte auch eine synthetische Version des Stoffes, Exenatid, und verkaufte diesen an die Firma Amylin. In Deutschland ist das Arzneimittel seit 2007 unter dem Namen Byetta® auf dem Markt erhältlich.

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Die giftige Gila-Krustenechsen kann bis zu 50 cm lang werden, Quelle: Biodiversity Heritage Library, flickr.de

Exenatid war das erste Medikament aus der Klasse der Inkretin-Mimetika. Substanzen dieser Klasse ahmen das im Darm gebildete, körpereigene Inkretin Glucagon-Like-Peptide 1 (GLP-1) nach. GLP-1 wird nach dem Essen vom Darm freigesetzt. Es bindet an den GLP-1-Rezeptor und regt die Freisetzung des Insulins aus den Betazellen an. Zudem senkt GLP-1 den Glucagonspiegel, verzögert die Magenentleerung und hemmt das Hunger- und Durstgefühl.

Für die Verwendung als Arzneistoff ist das körpereigene Inkretin nicht geeignet, da es innerhalb weniger Minuten von dem Enzym Dipeptidylpeptidase-4 (DPP-4) abgebaut wird. Das synthetische Hormon Exenatid dagegen ist über Stunden aktiv. Ein weiterer Vorteil ist, dass es – im Gegensatz zu Insulininjektionen – glukoseunabhängig wirkt. Es setzt Insulin nur bei hohem Blutzucker frei, wodurch unbeabsichtigte Hypoglykämien verhindert werden. Exendin-4 wirkt jedoch nicht nur auf den Pankreas, sondern stimuliert das Wachstum der Neuronen und verhindert, dass ausgereifte Neuronen absterben.

Daher starteten Wissenschaftler des National Institute on Aging, Vereinigte Staaten im Jahr 2012 eine klinische Studie, um die Wirkung von Exendin-4 auf Menschen, die an Alzheimer in einem frühen Stadium oder unter einer milden kognitiven Beeinträchtigung leiden, zu untersuchen.

Der Erfolg von Exenatid löste unter den Arzneimittelhersteller einen regelrechten Wettkampf aus. In Deutschland wurde 2009 Liraglutid von Novo Nordisk zugelassen. Allein im ersten Jahr brachte das Medikament dem Unternehmen mehr als eine Milliarde Dollar ein. Zwei Jahre später wurde eine neue Formulierung des Antidiabetikums Exenatid unter dem Namen Bydureon zugelassen.

Exenatid ist bei dieser Formulierung in Mikrosphären verkapselt, die aus einem biologisch abbaubaren Polymer bestehen. Das Arzneimittel muss nur einmal in der Woche anstatt täglich subkutan injiziert werden. Allerdings gilt auch bei diesen Medikamenten: Keine Wirkung ohne Nebenwirkung. Im Jahr 2013 gab die FDA bekannt, dass Inkretin-Mimetika das Risiko einer Bauchspeicheldrüsenentzündung erhöhen sowie präkanzeröse Zellveränderungen fördern kann.

Skorpiongift in Phase-I

Neben Bluthochdruck und Diabetes können Tiergifte auch in der Krebstherapie eingesetzt werden. Die Substanz mit dem Namen BLZ-100 zum Beispiel besteht aus einem Optid und dem fluoreszierenden Farbstoff Indocyaningrün. Der Begriff „Optid“ steht für ein optimiertes Peptid. Im Falle von BLZ-100 wurde der Wirkstoff Chlorotoxin optimiert. Dieses kleine Peptid besteht aus 36 Aminosäuren und wurde in dem Gift eines der giftigsten Skorpione der Welt, dem Gelben Mittelmeerskorpion (Leirus quinquestriatus), entdeckt.

BLZ-100 hemmt spezifisch bestimmte spannungsabhängige Chloridionenkanäle, die in Krebszellen wie Gliomen, Melanomen, Neuroblastomen oder Medulloblastomen verstärkt vorkommen. Benötigt werden diese, um unter anderem die Erregbarkeit zu steuern und die Homöostase und den Säure-Base-Haushalt aufrecht zu erhalten. Zudem sind sie für die Immunantwort, Proliferation, Differenzierung, Invasion und Migration der Krebszellen wichtig. Die Krebszellen mit BLZ-100 sind dann aufgrund des Farbstoffes für den Arzt sichtbar. Dadurch können Tumore besser aufgefunden und entfernt werden. Seit letztem Jahr wird BLZ-100 an Kindern und jungen Erwachsenen mit Gehirn- und Hauttumoren in einer Phase-I-Studie getestet.

Seeanemone, Spinnen und Tausendfüßler mit Potenzial

Doch nicht nur Schlangen oder Skorpione kommen als Wirkstofflieferanten infrage, sondern auch See-Anemonen. Der Wirkstoff Dalazatide, früher ShK-186, ahmt ein Peptid nach, das aus dem Gift der karibischen Sonnenanemone (Stichodactyla helianthus) isoliert wurde.

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Das Gift der Sonnenanemone enthält einen für Multiple Sklerose interessanten Wirkstoff, Quelle: James St. John, flickr.de

Dalazatide unterdrückt nicht das komplette Immunsystem, sondern blockiert nur die Effektor-Gedächtnis-T-Zellen, eine Untergruppe der T-Zellen, die Ursache vieler Autoimmunerkrankungen sind. Getestet wurde die Substanz bereits in einer Phase I B Studie an 24 Patienten mit Schuppenflechte.

Und damit nicht genug: Ein Protein im Gift der Vogelspinne könnte zur Behandlung der Muskeldystrophie eingesetzt werden, Schmerzen könnten mit einem Bestandteil des Tausendfüßlergiftes gelindert und Potenzstörungen mit einem Toxin der brasilianischen Wanderspinne (Phoneutria nigriventer) [Paywall]  behandelt werden. Bienengift soll – last but not least – bei Krähenfüßen sogar besser wirken als Botox, wenn man dem südkoreanischen Biologen und dem Elle-Magazin glauben will.

Buchpublikation:

Venomous: How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry
Wilcox, C; Scientific American / Farrar, Straus and Giroux, ISBN 10: 0374283370, ISBN 13: 9780374283377 ; 2016

94 Wertungen (4.81 ø)

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17 Kommentare:

Schöner Beitrag! Ergänzend erwähnt noch zwei Problemstellungen bei der Arzneistoff-Entwicklung aus Tiergiften, die für Leser mit (bio-) chemischer Vorbildung wohl selbstverständlich sind:

Immunogenität (große Proteine und Polypeptide lassen ggf. das Immunsystem aufleuchten) und Bioverfügbarkeit (i.d.R. nur parenteral, etwa subkutane Injektion, mgl.). Dass das wirksame Prinzip/ Vorbild eines Moleküls in eine peroral wirksame Form überführt werden kann bleibt wohl eine große Ausnahme (Sichwort ACE-Hemmer), ist natürlich auch nicht immer sinnvoll. Einige führende Toxinologen halten daher gezielt “Ausschau” nach kleinen Molekülen/ Polypeptiden, die ggf. sowohl eine geringere Immunogenität als auch perorale Bioverfügbarkeit aufweisen, wobei letzteres vermutlich eher nebensächlich ist.

Das Titelbild zeigt m.E. übrigens eine Weißlippen-Bambusotter; die Art stammt aus Südostasien, wird relativ häufig als Terrarientier gepflegt und produziert ein prinzipiell gerinnungshemmendes Toxingemisch.

#17 |
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Prof.Dr Wolfgang Schultz
Prof.Dr Wolfgang Schultz

Äußerst interessanter Beitrag
Prof. Dr. Schultz

#16 |
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Christian Becker
Christian Becker

“(Selbst) erlebte und beobachtete Heilerfolge (nach vorausgegangenem schul(d)medizynischen Scheitern und ebensolcher Kapitulation) sprechen Bände.”

Nein, tun sie nicht. Bei wie vielen gab es keinen Heilerfolg? Wurde neben der vermeintlich wirkungsvollen Therapie eine weitere angewendet? War es eine echte Heilung oder nur eine vorübergehende Besserung?

Eine Ursache-Wirkungs-Beziehung herzustellen ist sehr schwierig, weil so viele Faktoren reinspielen. Nicht umsonst gibt es randomisierte doppelblinde Studien, Cross-over-Versuche etc.;

Daher mag es zwar tatsächlich sein, dass das, was sie an Heilerfolgen gesehen haben echte Heilerfolge waren – allein dass sie sie erlebt haben, spricht aber keine Bände (in Hinsicht auf Wirksamkeit).

#15 |
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Medizinjournalist

Mit Verlaub, bitte, aber ich finde die Meinung von Dr. Franz Kass borniert und von Vorurteilen, wie auch Selbstüberschätzung geprägt.
(Selbst) erlebte und beobachtete Heilerfolge (nach vorausgegangenem schul(d)medizynischen Scheitern und ebensolcher Kapitulation) sprechen Bände. Gott sei Dank gibt es (nicht nur) jene Firma, die nicht genannt werden darf.
Aber wenn, z.B. Schul(d)medizyniker, Pharmazie etc. nicht wahrhaben wollen, was es wirklich gibt, so kann’s nicht geben, was es nicht geben darf. Bei Schuldmedizynikern aus Borniertheit, bei der Pharmazie aus Geldgier.
Wie war es einst z.B. mit der Entdeckung des Fiebers? Borniertheit wollte die Erkenntnis verhindern, der Entdecker sollte gesteinigt werden. Und heute? Sollte man nicht fragen, ob die Bornierten gesteinigt werden sollten? (Natürlich nur sinnbildlich!). Aber sie blockieren die Entwicklung vernünftiger Lösungen. Und laden so Schuld auf sich. Wer heilt hat recht, nicht der Bornierte.

#14 |
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Mitarbeiter von DocCheck

Lieber Stefan Blume,

vielen Dank für Ihren Hinweis. Wir haben die Textstelle korrigiert und “Wandspinne” in “Wanderspinne” geändert.
Weiterhin wünschen wir Ihnen viel Spaß beim Lesen.

Ihr DocCheck News Team

#13 |
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Dr. rer. nat. Mandy Laube
Dr. rer. nat. Mandy Laube

Vielen Dank für den sehr interessanten Einblick. Auch wenn vielleicht nicht alles für die Klinik sinnvoll ist, werden die Tiergifte sicher auch neue Wege in der Grundlagenforschung ermöglichen, indem Proteine/Signalwege durch Aktivierung oder Inhibition untersucht werden können.

#12 |
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Gast
Gast

In der Naturheilkunde und in der Homöopathie ist das schon sehr lange bekannt und die Tiergifte gehören zum Repertoire.

#11 |
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Chemiker

#9 Dass erst seit 200 Jahren Tiergifte angewandt werden, dürfte um einen Faktor 100 oder 1000 daneben liegen.
Oder beziehen Sie sich dabei nur auf Homöopathie?
Und das mit den Kleinstmengen verstehen die meisten: nix da, keine Wirkung.
Sorgen machen muss man sich nur über diejenigen, die an magische Kräfte nicht vorhandener Stoffe glauben.

#10 |
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Gast
Gast

Schöner Bericht – Tiergifte werden zwar bereits seit rund 200 Jahren in minimalen Mengen erfolgreich angewendet – aber war leider nur Empirie ohne Evidenz. Wird tatsächlich Zeit dass Menschen das mit den sog. Kleinstmengen verstehen – vielleicht werden solche Untersuchungsgeräte eines Tages einen Einblick in jenen Mikrokosmos bieten. Bin gespannt…

#9 |
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Chemiker

Gast #7:
die Präparate basieren nicht auf Evidenz (im Gegensatz zu den im Artikel beschriebenen), sondern auf irrigen Annahmen, wie ich herausfand: https://www.psiram.com/ge/index.php/Horvi-Enzym-Therapie
In diesem Artikel wird plausibel beschrieben, warum diese Präparate der Pseudomedizin zuzuordnen sind.

Und nochmal: DIES ist keine Werbeplattform!

#8 |
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Gast
Gast

Keine Werbung ist gut gesagt. Aber das Rad wurde nicht neu erfunden und gerade in der Naturheilkunde ist die genannte Fa. hoch angesehen und bekannt. Leider musste sie wegen Gesetzesänderungen in die Nl gehen. Für den geneigten Patienten sind jetzt kleine Umwege nötig, aber er bekommt sehr oft Hilfe. Und wir reden hier von destruktiven Krankheiten!

Ich bin dieser Fa. aus tiefstem Herzen dankbar!

#7 |
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Chemiker

#2 bzw. #4:
Bitte hier keine Werbung posten!

#6 |
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Stefan Blume
Stefan Blume

brasilianischen Wandspinne =>brasilianischen Wanderspinne?

#5 |
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Herbert Hoffmann
Herbert Hoffmann

Haben Sie schon mal was von Firma Horvi gehört.
Diese arbeitet seit mehr als 60 Jahren mit Schlangengiften u.a.
Diese haben mir schon als Kind bei Migräne geholfen, und das war 1950!!
Liebe Grüße Herbert Hoffmann

#4 |
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Chemiker

Sehr schöner Bericht, auch wenn er naturgemäß nur einen kleinen Ausschnitt dessen liefern kann, was allein das Tierreich an Wirkstoffen anbietet.
Das ist echte Naturheilkunde!

#3 |
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Gast
Gast

Wie schön, dass es seit langer ZEit Fa. Horvi gibt. Leider nicht mehr in D, sondern in NL. Auf deren Erfahrungswerte greife ich sehr gerne zurück.

#2 |
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Christian Becker
Christian Becker

Sehr interessant! In Naturstoffen und ihren Derivaten steckt sicher noch viel Potential.

Kleiner Hinweis zu einem Sprachausrutscher:
“…, dem Gelben Mittelmeerskorpions (Leirus quinquestriatus), entdeckt.” -> des

#1 |
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