Sonnenschutz
aus dem Toten Meer

Das Tote Meer ist Heimat verschiedener Bakterienarten, die sich den extremen Bedingungen vorzüglich angepasst haben. Die Tricks solcher Überlebenskünstler nutzen Forscher für medizinische Zwecke.

Nicht nur im extrem salzhaltigen Toten Meer, auch an anderen lebensfeindlichen Orten wie kochend heißen Geysiren oder unterseeischen Vulkanschloten gedeihen Algen und Bakterien. Die Vermutung liegt nahe, dass Mikroorganismen, die so geniale Überlebenskünstler sind, Stoffe enthalten, die sich medizinisch oder kommerziell verwerten lassen. Zwei Wittener Biochemiker wollen aus Salzseen oder Tiefsee-Vulkanen die Wirkstoffe der Zukunft gewinnen. "Die Mikroorganismen, die unter diesen Bedingungen leben, haben hochwirksame Schutzmechanismen entwickelt", erklärt Dr. Thomas Schwarz, Gründer der seit 1993 existierenden bitop AG aus Witten. "Anders könnten sie in einer solchen Umgebung nicht überleben." Seine Überlegung: Was Bakterienzellen vor Schaden bewahrt, könnte auch dem Menschen nützen, wenn er mit Strahlung oder schädlichen Stoffen in Kontakt kommt.

Ectoin – Schutzschild salzliebender Bakterien

Ein solcher neuer Wirkstoff aus dem salzliebenden Bakterium Halomonas elongata, das im Toten Meer lebt, ist das Ectoin. Weil es Ectoin bildet, kann das Bakterium einer intensiven UV-Strahlung, starker Trockenheit und extremen Temperaturen sowie einer hohen Salzkonzentration ohne Schäden widerstehen. Ectoin schützt die Zellen vor den genannten schädlichen Einflüssen und sichert somit diesen Bakterien das Überleben. Es stabilisiert die natürlichen Strukturen der Biopolymere wie Eiweißkörper, Nukleinsäuren, in denen die Erbinformation sitzt, sowie Biomembranen, die die Zellhülle des Bakteriums bilden. Ohne Ectoin würden die Eiweiße der Bakterien denaturieren. Das heißt, sie würden ihre natürliche Struktur verlieren und ihre Rolle im Stoffwechsel nicht mehr wahrnehmen können.

Bakterien "melken" für den Wirkstofftest

Um die Schutzwirkung von Ectoin zu testen, galt es zunächst, ausreichende Mengen davon zu einem vernünftigen Preis zu gewinnen. Dazu werden die Bakterien in einer Kulturlösung gehalten und in regelmäßigen Abständen "gemolken". Dr. Schwarz erläutert das Prinzip: "Da die Einzeller ihren Schutzpanzer nur unter Stress aufbauen, wird gezielt der Salzgehalt im Behälter erhöht. Sobald das Ectoin aufgebaut ist, wird der Salzgehalt wieder verringert, die Bakterien stoßen den Schutzpanzer ab, und der Rohstoff kann aus der Lösung filtriert werden." In Zusammenarbeit der bitop AG mit der Merck KGaA wurde Ectoin zur Marktreife gebracht. Die Forschung der Merck KGaA entwickelte diese in der Natur überlebenswichtige Substanz für den Einsatz in der Kosmetik zu einem neuen Wirkstoff.

Ectoin unterstützt Reparatursystem der menschlichen Haut

Ectoin unterstützt vor allem die natürlichen Schutzmechanismen der Haut. Denn der Wirkstoff bewahrt das Immunsystem der Haut vor Schäden durch UV-Strahlung. Es kann Krebsvorstufen, die sich bei jedem Sonnenbad bilden, leichter angreifen und beseitigen. Gleichzeitig bildet die Haut schneller einen Schutz- und Reparaturmechanismus gegen die Strahlenbelastung. Um Zellschäden durch das ultraviolette Licht zu reparieren, bilden die Hautzellen bestimmte Eiweißkörper, so genannte Heat-shock-Proteine. Diese schützen vor negativen Einflüssen und leiten die Reparatur von zelleigenen Eiweißkörpern ein, die durch das Sonnenbad Schaden gelitten haben.

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