Forscher entwickeln Nachweis für Milzbrand-Sporen

Schweizer Forscher haben eine neue Methode entwickelt, mit der sich Milzbrand-Sporen rasch und effektiv nachweisen lassen. Die Gruppe um Daniel Werz hat ihre Arbeit jetzt in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht (DOI: 10.1002/ange.200602048, Antikörper gegen ein Kohlenhydrat-Antigen zum Nachweis von Anthrax-Sporen). Die Sporen können als Biowaffe eingesetzt werden und gelten unter Experten als ideale, weil verhältnismäßig leicht zu beschaffende Waffe für Bioterroristen. Vor fünf Jahren hatten Briefe, gefüllt mit einem unauffälligen weißen Pulver, die US-Bevölkerung in Angst und Schrecken versetzt: Gefährliche Milzbrand-Sporen, gerichtet an Politiker und Medienhäuser kosteten fünf Menschen das Leben – vor allem, weil man nicht schnell genug wusste, womit man es zu tun hatte.

"Ein eindeutiger Anthrax-Nachweis ist bislang recht schwierig", sagt Daniel Werz von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Der deutsche Chemiker hat maßgeblich an der Entwicklung des neuen Tests mitgearbeitet. Die Sporen des Bacillus anthracis ähnelten denen anderer Bazillen enorm, so Werz. Gründliche Nachweise können bis zu einer Woche dauern. Schnelle genetische Tests scheitern oft an den umweltbedingten Verunreinigungen.

Diese Zeit haben Menschen, die einmal die Sporen eingeatmet haben, jedoch nicht. Werden sie nicht innerhalb von 24 bis 28 Stunden behandelt, sterben sie zumeist. Atemnot, hohes Fieber wie auch Schüttelfrost sind die recht unspezifischen Merkmale einer Infektion. Umso wichtiger ist ein Test, der die Sporen zügig und eindeutig identifiziert.

Vor etwa zwei Jahren entdeckten US-amerikanische Forscher jedoch eine Schwachstelle des so unauffällig wirkenden Erregers. Auf ihrer Außenhülle tragen sie ein Molekül, das sie – wenigstens nach bisherigem Kenntnisstand – von allen anderen Mikroben unterscheidet. Eine Kette aus vier Zuckern – von denen gerade der letzte noch gänzlich unbekannt war – macht die Sporen einzigartig.

Die Wissenschaftler um Daniel Werz und Forschungsleiter Peter Seeberger bauten diese Zuckermoleküle nach, hefteten sie an ein Eiweiß, das erfahrungsgemäß die Abwehrkräfte ankurbelt und schickten es ihren Kollegen vom schweizerischen Tropeninstitut in Basel. Diese spritzten es ihren Labormäusen, die nach dem dritten Durchgang eigene Antikörper gegen das chemische Konstrukt bildeten. "Anschließend isolierten sie die Antikörper und testeten, ob sie die Anthrax-Sporen aus einem Gemisch aus Bazillen erkennen", erklärt der Chemiker Werz. Das Experiment gelang.

"Ein interessanter Ansatz", meint Reinhard Böhm, stellvertretender Direktor des Instituts für Umwelt- und Tierhygiene und Leiter der Kommission für biologische Sicherheit an der Universität Hohenheim. In ihm siegt jedoch erfahrungsgeprägter Realismus. "Es haben schon viele Forscher versucht, Antikörper gegen Anthrax-Sporen zu finden, die tatsächlich nur den Krankheitskeim und nicht die vielen sehr fast identisch ähnlichen Artgenossen des Bacillus erkennen", sagt Böhm. Die vier bis fünf – wenn auch sehr eng verwandten – Stämme, gegen die der Antikörper getestet wurde, seien noch lange nicht genug. "Die Antikörper, die wir in Hohenheim entwickeln, werden gegen 40 bis 50 verschiedene Bazillus-Arten getestet", setzt er hinzu. Trotzdem sei es ein Erfolg, dass man nun Sonden aus der Maus habe, bei dem man ganz genau wüsste, was sie erkenne.

Doch die Schweizer sind optimistisch, dass ihr Verfahren diese Prüfungen durchsteht – und denken schon viel weiter. Sie wollen, zeigt sich ihr Test weiterhin erfolgreich, einen Chip mit den Antikörper entwickeln, um die künftig Anthrax-Nachweise direkt vor Ort zu führen. "Den Chip müsste man nur noch in die Probe tupfen und hätte sofort ein Resultat–, sagt er. Außerdem böten ihre Erkenntnisse durchaus Ansätze für neue Therapien gegen Milzbrand-Infektionen. "Erste Tierversuche zu einem neuen Impfstoff laufen bereits", so Werz. Am 18. September wird er für seine Arbeiten am Milzbrand-Erreger mit dem Klaus-Grohe-Preis für Medizinische Chemie ausgezeichnet. (Edda Grabar) / (wst)