Medizinnobelpreis für die Entdeckung von Avermectin und Artemisinin

dpa

Stockholm – Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin geht in diesem Jahr zur Hälfte an William C. Campbell, Irland, und Satoshi Omura, Japan, für die Entdeckung von Avermectin, das die Behandlung der tropischen Flussblindheit und Elephantiasis nach Ansicht des Nobelpreiskomitees radikal verändert hat. Die zweite Hälfte des Preisgelds ging an die chinesische Forscherin Youyou Tu für die Entdeckung von Artemisinin, das sich in den letzten Jahren zum Standardmedikament zur Behandlung der Malaria entwickelt hat.

Die Forscher haben der Menschheit leistungsstarke neue Mittel zur Behandlung von Erkrankungen zur Verfügung gestellt, die jährlich Hunderte von Millionen von Menschen beeinträchtigen. Die Vorteile für eine Verbesserung der menschlichen Gesundheit und der Verminderung des Leidens seien unermesslich, heißt es in der Begründung.

Während in den reicheren Ländern parasitäre Infektionen (jedenfalls beim Menschen) selten geworden sind, gehören sie in vielen ärmeren Ländern zum Alltag. Ein Drittel der Menschheit ist mit Helminthen infiziert. Am häufigsten treten die Erkrankungen heute in Afrika südlich der Sahara, Südasien und Mittel- und Südamerika auf. Zu diesen tropischen Erkrankungen gehören die Onchozerkose, auch Flusskrankheit genannt, und die lymphatische Filariasis, besser bekannt als Elephantiasis.

Wie der Name bereits andeutet, führt die Onchozerkose unbehandelt zur Erblindung. Die Mikrofilarien des Erregers Onchocerca volvulus erreichen bei ihren Wanderungen durch das subkutane Fettgewebe auch die Conjunctiva und die Cornea. Unbehandelt kommt es auch zur Beteiligung anderer Strukturen bis hin zu einer Entzündung des Sehnervs, was zu einen Sehverlust, insbesondere einen Ausfall des  periphere Sehfelds und schließlich eine Blindheit zur Folge hat.

Die Elephantiasis, die durch Wuchereria bancrofti, Brugia malayi oder B. timori verursacht wird, befallen Lymphgefäße und Lymphknoten. Versucher sind anders als bei der Onchozerkose die adulten Parasiten. Die Entzündung des Lymphsystems behindert den Abtransport der Lymphflüssigkeit. Der Stau hat ein gigantisches Lymphödem der (zumeist unteren) Extremitäten zur Folge, Elephantiasis genannt. Eine häufige Begleiterscheinung ist eine skrotale Hydrozele, die den Hodensack anschwellen lässt. Weltweit sind mehr als 100 Millionen Menschen betroffen.

Im Einzugsgebiet der Malaria, die früher auch in gemäßigten Zonen (und in Ostfriesland als Marschenfieber) verbreitet war, leben derzeit 3,4 Milliarden Menschen. Der einzellige Parasit wird in den Endemie-Regionen beidseitig des Äquators zumeist während der Kindheit erworben. Die meisten der etwa 450.000 jährlichen Todesfälle entfallen auf Säuglinge und kleine Kinder.

Dass es für die Flussblindheit und die Elephantiasis heute eine einfache und effektive Therapie gibt, ist dem Japaner Satoshi Omura und dem gebürtigen Iren William Campbell zu verdanken. Der Mikrobiologe Omura gilt als Experte für die Isolierung von neuen Wirkstoffen aus der Natur. Seine Spezialität sind Streptomyces-Bakterien, die bereits die Quelle für verschiedene Antibiotika waren (einschließlich Streptomycin, für dessen Entdeckung Selman Waksman 1952 den Nobelpreis erhielt).

Omura hat nach Ansicht des Nobelpreiskomitees außergewöhnliches Geschick bei der Isolierung, großtechnischen Kultivierung und Charakterisierung dieser Bakterien erwiesen. Aus mehreren tausend verschiedenen Kulturen wählte er etwa 50 aus, um sie auf die Wirksamkeit gegen schädliche Mikroorganismen zu testen. Eine dieser Kulturen war, wie sich später herausstellte, Streptomyces avermitilis. 

Die Bakterienkulturen des japanischen Forschers weckten das Interesse des in den USA tätigen Experten für Parasitenbiologie William Campbell. Er fand heraus, dass ein Bestandteil der Bakterien eine bemerkenswerte Wirksamkeit gegen Parasiten bei Haus- und Nutztieren zeigte. Die bioaktive Substanz wurde gereinigt und als Avermectin bezeichnet. Durch eine chemische Modifikation des Moleküls entstand Ivermectin.

Ivermectin wurde zunächst für den veterinärmedizinischen Sektor entwickelt. Es kam als Arzneistoff zur Behandlung und Vorbeugung gegen durch Ektoparasiten oder Fadenwürmer (Parasitose, Helminthiasis) auf den Markt. „Nebenbei“ wurde entdeckt, dass Ivermectin auch gegen Parasiten beim Menschen aktiv ist. Darunter waren auch die Erreger von Flusskrankheit und Elephantiasis. Ivermectin ist auch ein effektives Mittel gegen Läuse. In den USA wurde 2012 eine Lotion zur Anwendung auf der Kopfhaut zugelassen.

Die Malaria wurde traditionell mit Chloroquin oder Chinin behandelt. Nach dem zweiten Weltkrieg wurden die Mittel breit eingesetzt. Schon bald entwickelten die Malaria-Parasiten jedoch Resistenzen, die sich in der Folge auf alle Endemie-Regionen ausbreiten sollten. Ende der 1960er Jahre schienen die Bemühungen, die Malaria auszurotten, gescheitert. Die Erkrankung war weltweit auf dem Vormarsch. Die Pharmakologin Youyou Tu erforschte damals in China die Möglichkeiten der traditionellen pflanzlichen Arzneimittel.

Bei der systematischen Erprobung einer Vielzahl von Extrakten an mit Malaria infizierten Tieren, wurde Tu auf Artemisia annua aufmerksam. Die Ergebnisse der Tests waren jedoch nicht konsistent, weshalb Tu in der antiken chinesischen Literatur nach Hinweisen auf die Heilpflanze suchte. Dabei entdeckt sie ein altes Verfahren, mit dem sie erfolgreich einen Wirkstoff extrahierte. Tu konnte als erste zeigen, dass die Komponente, die später Artemisinin genannt wurde, hochwirksam gegen die Malaria-Parasiten ist, sowohl in infizierten Tieren als auch beim Menschen. Chemisch ist Artemisinin der erste Vertreter einer neuen Wirkstoffklasse, der – mit einer gewissen Verzögerung – von der westlichen Medizin entdeckt wurde und heute das Standardmittel zur Behandlung der Malaria ist.

Die Entdeckungen von Avermectin und Artemisinin haben nach Ansicht des Nobelkomitees die Behandlung von parasitären Krankheiten grundsätzlich verändert. Das Avermectin-Derivat Ivermectin wird heute in allen Teilen der Welt, die von parasitären Krankheiten geplagt werden, verwendet. Ivermectin ist gegen eine Reihe von Parasiten gut wirksam und ist dabei gut verträglich. Der Hersteller MSD hat es frühzeitig für die Anwendung in der Tropenmedizin kostenlos zur Verfügung gestellt.

Die Bedeutung von Ivermectin für Millionen von Menschen, die vor allem in den ärmsten Regionen der Welt von Flussblindheit oder Elephantiasis bedroht sind, ist unermesslich, heißt es in der Begründung. Die Behandlung sei so erfolgreich, dass diese Krankheiten heute beinahe ausgerottet sind. Eine Eradikation wäre zweifellos eine große Leistung in der medizinischen Menschheitsgeschichte.

Mit der Malaria infizieren sich derzeit jährlich fast 200 Millionen Menschen. Artemisinin wird in allen von der Malaria heimgesuchten Teilen der Welt verwendet. Als sogenannte Artemisinin-basierte Therapie hat das Mittel die Sterblichkeit an der Malaria ingesamt um mehr als 20 Prozent, bei Kindern sogar um mehr als 30 Prozent gesenkt. Allein in Afrika würden heute mehr als 100.000 Menschenleben gerettet.

Ein interessanter Aspekt des diesjährigen Nobelpreises ist, dass die Voraussetzungen, unter denen die Preisträger ihre Entdeckungen machten, unterschiedlicher kaum hätten sein können. Während Ōmura und Campbell eine in der westlichen Kultur anerkannte akademische Laufbahn einschlugen und später an einem renommierten Institut (Ōmura am Kitasato Institut in Tokio) oder bei einem multinationalen Konzern (Campbell als langjähriger Angestellter von Merck, Sharp & Dohm) beschäftigt waren, gehörte Youyou Tu während der Kulturrevolution in China zur „stinkenden alten neunten (Kaste)“ der Intellektuellen.

Doch in den südlichen Provinzen des Landes war die Malaria verbreitet. Sie gefährdete auch die Kampfbereitschaft der Vietcong, die sich im benachbarten Vietnam im Krieg mit dem Klassenfeind befanden. Das Project 523 war ein von der chinesischen Regierung eher geduldeter als geförderter Versuch, ein Mittel gegen die Erkrankung zu finden. Dass die Kombination aus westlicher Empirie und fernöstlicher Tradition zur Entdeckung des Wirkstoffs geführt hat, zählt heute zum besondern Nimbus des Wirkstoffs.  © rme/aerzteblatt.de