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Anthrax-Dekontamination durch gezielten Angriff auf Bakterien

Große Flächen sind von einer Anthrax-Kontamination besonders stark betroffen, da die Sporen im Boden über 100 Jahre lang überleben können. Ein neuer Ansatz setzt zur Dekontamination auf spezialisierte Viren, um eine saubere, einfache und günstige Alternative zu aggressiven chemischen Lösungen zu schaffen.
Anthrax-Dekontamination durch gezielten Angriff auf Bakterien
Ein Mangel an effektiven veterinärmedizinischen Einrichtungen, der mangelnde Zugang zu Impfstoffen sowie die Beerdigung nicht behandelter infizierter Tiere hat zu einer großflächigen Kontamination mit Anthrax (Bacillus anthracis) geführt. Diese Kontamination bleibt bestehen, da die Sporen über Jahrhunderte im Boden überleben können. Um der schwierigen Aufgabe der Dekontaminierung zu begegnen, hat das von der U finanzierte Projekt AEDNet eine spezielle Viruskombination entwickelt.

Bakteriophagen, oder kurz Phagen genannt, sind Viren, die ausschließlich Bakterien angreifen. Ihre Verwendung zur Behandlung verschiedener Erkrankungen ist bereits Usus, doch AEDNet setzt sie nun in völlig neuer Art und Weise ein. „Die Idee, damit Umweltprobleme zu bekämpfen, ist noch relativ jung“, so Projektkoordinator Les Baillie der Fakultät für Biomedizin und Lebenswissenschaften an der Universität von Cardiff. „Es gibt zwar schon einige Produkte auf dem Markt, die auf diesem Prinzip aufbauen. Doch die Anthrax-Dekontamination ist eine völlig neue Anwendung.“

Nahrungsergänzungsmittel zum Aushungern von Anthraxsporen

Damit Anthraxsporen den Phagen ausgeliefert sind, müssen sie aus ihrem Dauerstadium – als Spore – geholt werden, in dem sie gegenüber Angriffen unempfindlich sind. Die Forscher konnten sie in ihre biologisch aktive Form „schalten“ und das Anthrax dadurch aus dem Sporenzustand in den vegetativen Bakterienzustand versetzen, sodass sie den Phagen gegenüber anfällig wurden.

Eine Spore wird dann zur Bakterie, wenn eine ausreichende Nährstoffversorgung vorliegt. „Wir haben einen schlichten Ansatz erarbeitet, bei dem handelsübliche chemische Stoffe aus dem Supermarkt eingesetzt werden können“, so Professor Baillie. „Im Prinzip handelt es sich um Nahrungsergänzungsmittel.“

Eine überzeugende Lösung, denn: derzeitige Dekontaminationssysteme können letztlich selbst zu einer Kontamination der Umwelt führen, die sie eigentlich behandeln sollen. „Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es noch keinen Ansatz, der preisgünstig und zugleich ökologisch sicher ist. Alle derzeitigen Methoden setzen extrem aggressive Chemikalien ein, die massive Umweltschäden verursachen können“, erklärt er. Die Phagen hingegen werden äußerst gezielt eingesetzt, da sie nur das Zielbakterium infizieren.

Zweigleisige Forschung

Die Arbeit von AEDNet ist ein gutes Beispiel für zweigleisige Wissenschaft. „Wir bekämpfen ein Problem von greifbarer landwirtschaftlicher und ökonomischer Tragweite, das vor allem Subsistenzbauern im Ausland betrifft, und helfen ihnen, diese Herausforderungen anzugehen. Wir arbeiten aber auch an einer Lösung, die möglicherweise für die EU von Nutzen sein könnte, sollte es zu einem groß angelegten Terroranschlag mit anonymen, mit Anthrax vergifteten Briefen kommen, wie es in den USA im Jahr 2001 kurz nach dem 11. September der Fall war.“

Für eine effektive Forschung sind jedoch einfache Kommunikationswege mit Kollegen aus demselben Fachbereich nötig. Es gibt zwar bereits eine Reihe von Projekten, die sich der Anthrax-Dekontamination auf Phagen-Basis widmen. Doch vor diesem Projekt gab es zum Beispiel noch kein eigenes wissenschaftliches Netzwerk, das den Austausch bewährter Praktiken und die Vernetzung von Forschern in Nachbarländern mit ähnlichen Problemen ermöglichte. AEDNet hat diese Projekte miteinander verknüpft, um gegenwärtige Investitionen zu maximieren und ein umweltfreundliches Dekontaminationssystem bereitzustellen.

Neben diversen Einrichtungen in vier EU-Mitgliedstaaten arbeitet AEDNet auch mit Partnern in Georgien, der Türkei und der Ukraine zusammen, wo natürlich vorkommendes Anthrax nach wie vor eine Bedrohung darstellt. Seit Februar 2017 profitierten rund 50 Wissenschaftler der teilnehmenden Einrichtungen von der Möglichkeit, in den übrigen am Projekt beteiligten Laboren Forschung zu betreiben.

Professor Baillie erklärt, die Projektpartner seien an einer Zusammenarbeit mit potenziellen Industriepartnern interessiert, die auf Grundlage der Forschungsergebnisse Dekontaminationskits herstellen könnten. Da die Wirkstoffe weder teuer noch komplex sind, hofft Professor Baillie, dass die Lösung zu einem für Landwirte und Behörden vor Ort erschwinglichen Preis angeboten werden kann.

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

AEDNet, Gesundheit, Medizin, Anthrax, Landwirtschaft, Dekontamination, biologische Kriegsführung, Sicherheit
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