Ungewöhnlicher Pilzmetabolit mit Antitumor-Aktivität dank Schwarmintelligenz entdeckt
Pilze sind seit der Entdeckung des Penicilins eine schier unerschöpfliche Quelle für neue Wirkstoffe. „Schwarmintelligenz“, d.h. die Beteiligung vieler interessierter Laien, half amerikanischen Forschern dabei, einen neuen Pilz zu finden, aus dem sie ein ungewöhnliches Stoffwechselprodukt mit interessanter Antitumor-Wirkung isolierten und es charakterisierten.
Bisher sind weniger als 7% der auf über 1,5 Mio. geschätzten Pilzspezies auf ihre bioaktiven Bestandteile untersucht. Um dies zu ändern, hat eine Forschungsgruppe um Robert H. Cichewicz an der University of Oklahoma eine Sammlung mehrerer Tausend Pilz-Isolate aus drei klimatisch unterschiedlichen Regionen in Alaska, Hawaii und Oklahoma angelegt. Die Pilz-Extrakte werden von Susan L. Mooberry an der University of Texas in San Antonio analysiert und biologischen Tests unterzogen, u.a. auf Antitumoraktivität. Eine Reihe interessanter Stoffe wurde bereits entdeckt.
Die Wissenschaftler merkten bald, dass ein einzelnes Team nicht in der Lage sein würde, die immense Vielfalt Tausender von Pilzen zusammenzubringen. Daher wurden in einem „Crowdsourcing“-Ansatz interessierte Laien, „Citizen Scientists“, eingeladen, sich zu beteiligen, indem sie Bodenproben von ihren Grundstücken schickten. „Crowdsourcing“ oder Schwarmintelligenz wird immer wichtiger, da Forschungsgruppen nur so Zugang zu Informationen und/oder Proben erhalten, die sonst von wissenschaftlichen Untersuchungen unberührt blieben. Schwarmintelligenz wurde z.B. für die Analyse historischer Wetterdaten oder die Klassifizierung von Galaxien genutzt.
In einer über diesen Ansatz erhaltenen Bodenprobe aus Alaska entdeckte das Team einen neuen Pilz der Spezies Tolypocladium. Dessen Isolat, von Andrew Miller an der University of Illinois untersucht, reagierte empfindlich auf Veränderungen der Kulturbedingungen des Pilzes, was zur Produktion einer Reihe neuer Verbindungen führte. Das Team fand darunter einen bisher einzigartigen Metaboliten mit Anti-Tumor-Wirkung, die bestimmte Wege der Resistenzentstehung umgeht und den Stoff so zu einem wertvollen Ansatz für die Krebstherapie machen könnte.
Um den Stoff zu erhalten, musste ein normalerweise nicht stattfindender Biosyntheseweg durch Zugabe bestimmter Chemikalien, ein spezielles Kulturmedium und die Anwesenheit von Pseudomonas-Bakterien aktiviert werden. Den Wissenschaftlern gelang es jetzt, den Stoff, den sie Maximiscin nannten, zu isolieren und zu charakterisieren. Spektroskopische Verfahren ergaben, dass Maximiscin eine ungewöhnliche Struktur hat, die der Pilz in einer einzigartigen Kombination verschiedener Biosynthetisewege herstellt.
Cichewicz betont die bedeutende Rolle, die Laienwissenschaftler spielen: „Viele der bahnbrechenden Forschungen der letzten zwei Jahrhunderte wurden von Wissenschaftlern im eigenen Heim gemacht. Die Idee, dass Citizen Scientists immer noch an der Forschung teilhaben können, könnte das öffentliche Interesse an Wissenschaft neu beleben und wichtige Entdeckungen ermöglichen.“
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