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    Blau ist die Hoffnung

    BASF-Forscher Matthias Witschel sucht nach neuen Wegen, um Malaria zu bekämpfen. Eine wichtige Rolle spielt dabei ein Farbstoff aus dem 19. Jahrhundert.

    Seit einigen Jahren arbeitet BASF-Forscher Matthias Witschel daran, das Know-how des Pflanzenschutzes in den Dienst der Bekämpfung von vernachlässigten Krankheiten, zu stellen.

    Normalerweise stehen unerwünschten Pflanzen im Mittelpunkt der Arbeit von Dr. Matthias Witschel. Als „Principal Scientist“ bei BASF entwickelt er neue Herbizide, mit denen Landwirte lästige Mitbewohner ihrer Ackerflächen bekämpfen können. Auf den ersten Blick hat das nur wenig mit Tropenkrankheiten wie Malaria zu tun. „Es gibt aber eine Gemeinsamkeit zwischen beiden Bereichen, die mich schon früh interessiert hat“, berichtet der promovierte Chemiker. „Die Erreger von Malaria oder Leishmaniose stehen Pilzen und Pflanzen näher als Bakterien.“ Denn sowohl der Malaria-Erreger Plasmodium als auch Pilz- und Pflanzenzellen sind „Eukaryoten“, also Zellen mit einem Zellkern. Das unterscheidet sie von Bakterien. Außerdem enthält Plasmodium als pflanzliches Erbe eine Organelle (eine Art Organ des Einzellers), die ursprünglich eine Grünalge war und sich im Lauf der Evolution mit dem Malaria-Erreger zusammengetan hat.

    Der Malaria-Erreger wird von der Stechmückenart Anopheles übertragen.

    Das erklärt, warum Herbizid-Forscher wie Matthias Witschel einen Beitrag zur Bekämpfung der Malaria leisten können: Substanzen, die beispielsweise die Produktion von Proteinen oder Aminosäuren in „Unkraut“ blockieren, können das theoretisch auch in den einzelligen Erregern aus der Plasmodium-Familie tun.

    Dieser Ansatz stand im Mittelpunkt des sechsmonatigen Forschungs-Sabbaticals, das den Chemiker 2009 an die ETH Zürich geführt hat. Gemeinsam mit Professor François Diederich hat er dort untersucht, welche Substanzen aus dem Pflanzenschutz bei der Malaria-Bekämpfung helfen könnten – und umgekehrt: Denn das Wissen der Malaria-Forschung ist auch für die Entwicklung neuer Herbizide interessant.

    Die damals begonnene Kooperation läuft bis heute weiter und hat bereits zu über einem Dutzend wissenschaftlichen Publikationen geführt. Zu ihr gehört, dass BASF den Wissenschaftlern am Tropeninstitut Basel Substanzen aus der Herbizid-Forschung zur Verfügung stellt, die sich bei der Unkrautbekämpfung nicht bewährt haben. „Eine davon könnte jetzt einen neuen Wirkmechanismus gegen Malaria liefern und wird im Rahmen eines Projektes der Gates-Stiftung gerade intensiv untersucht“, so Matthias Witschel. „Bis zum ersten Einsatz am Menschen werden aber noch viele Jahre vergehen.“

    Deutlich schneller könnte das als Malaria-Medikament bewährte Methylenblau (siehe die Bildergalerie zu seiner ungewöhnlichen Geschichte) wieder eine Schlüsselrolle beim Kampf gegen die Tropenkrankheit spielen, an der jedes Jahr schätzungsweise rund eine halbe Million Menschen sterben. Denn mittlerweile hat Plasmodium gegen alle der rund ein Dutzend bekannten Wirkstoffe Resistenzen entwickelt, so dass den Ärzten Alternativen hoch willkommen sind. Gegen die besonders tödliche Malaria tropica und ihren Erreger Plasmodium falciparum wirkt Methylenblau noch immer – interessanter ist der Farbstoff aus dem 19. Jahrhundert aber als Medikament gegen Malaria tertiana, die Plasmodium vivax verursacht. An dieser Variante sterben zwar deutlich weniger Menschen als an Malaria tropica, dafür wird man sie aber nicht mehr los: Der Erreger nistet sich in der Leber ein und führt immer wieder zu erneuten Ausbrüchen der Krankheit. „Das belastet nicht nur den Körper der Betroffenen, sondern führt auch zu großen wirtschaftlichen Schäden“, erklärt Matthias Witschel, der im Rahmen des Forschungsprogrammes auch weitere Studien zu Methylenblau angestoßen hat.

    Wie andere Malaria-Erreger auch durchläuft Plasmodium vivax einen komplizierten Lebenszyklus, der sich teils im Menschen, teils in der Anopheles-Mücke abspielt. Seine hartnäckige Wiederkehr verdankt er der Fähigkeit, sich dauerhaft in der Leber des Menschen einzunisten. Forscher wie Professor Olaf Müller von der Universität Heidelberg hoffen, dass Methylenblau den Erreger auch dort bekämpfen und so die regelmäßigen Rückfälle verhindern kann. Derzeit untersuchen Experten der Universitäten Heidelberg, München und Jimma (Äthiopien), ob das tatsächlich zutrifft. „Im Labor haben sie schon vielversprechende Ergebnisse erzielt“, so Matthias Witschel. „Es wäre eine tolle Sache, wenn das klappt – denn der einzige alternative Wirkstoff hat im Gegensatz zu Methylenblau starke Nebenwirkungen.“ BASF unterstützt das Forschungsvorhaben und fördert auch das Engagement von Matthias Witschel, der sich der Malariabekämpfung überwiegend in seiner Freizeit widmet.

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    Vom Farbstoff zum Malaria-Medikament

    Heinrich Caro, der erste Forschungsleiter der BASF. 1876, entdeckte er Methylenblau. Bildrechte: BASF

    Heinrich Caro, der erste Forschungsleiter der BASF. 1876, entdeckte er Methylenblau. Bildrechte: BASF

    Methylenblau - 1876 ein neuer synthetischer Farbstoff für Wolle. Bildrechte: BASF

    BASF Hauptlaboratorium in 1887. Bildrechte: BASF

    Methylenblau - BASF erhielt dafür 1877 das erste Deutsche Reichspatent für einen Teerfarbstoff. Bildrechte: BASF

    Schon 1891 beschrieb späterer Nobelpreisträger Paul Ehrlich die Wirkung von Methylenblau als Malariamedikament. Bildrechte: BASF

    Vom Farbstoff zum Malaria-Medikament: Methylenblau hat eine faszinierende Karriere hinter sich. Sie startete Mitte des 19. Jahrhunderts, als die ersten synthetischen Farbstoffe auf den Markt kamen und ihre Vorgänger auf Pflanzenbasis zu verdrängen begannen. Auch der deutsche Chemiker Heinrich Caro beschäftigte sich mit dem hoch aktuellen Thema, nachdem er zum ersten Forschungsleiter der BASF ernannt worden war. 1876 entdeckte er einen neuen synthetischen Farbstoff für Wolle – Methylenblau. BASF erhielt dafür 1877 das erste deutsche Patent für einen Farbstoff auf Basis von Coal Tar.

    Schon 1886 entdeckte der spätere Nobelpreisträger Paul Ehrlich, dass man mit Methylenblau den Malaria-Erreger Plasmodium hervorragend einfärben kann. Vielleicht, so seine Vermutung, ließe sich die Substanz auch als Medikament nutzen. Ehrlich behielt recht: 1891 veröffentlichte er Untersuchungsergebnisse an zwei Patienten, die er mit Methylenblau heilen konnte. Damals stand aber bereits Chinin als Malaria-Medikament zur Verfügung, so dass Methylenblau wieder in Vergessenheit geriet – bis vor einigen Jahren Professor Olaf Müller von der Universität Heidelberg den bewährten Wirkstoff erneut intensiv untersuchte. Heute gilt Methylenblau als vielversprechende Waffe gegen Malaria tropica und Malaria tertiana.

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