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Über Jahrtausende hinweg wandten sich die Menschen der Natur zu, um ihre Krankheiten zu heilen und zu lindern. Die moderne Wissenschaft, die auf diesen alten Grundlagen aufbaute, und die von Pharmaunternehmen ins Leben gerufenen Programme zur Entdeckung natürlicher Produkte versorgten uns mit Medikamenten, die Krebs, Infektionen und mehr behandeln konnten.

Die Entdeckung von in der Natur vorkommenden Medikamenten ist jedoch keineswegs einfach. Es ist schwer genug, eine ausreichende Anzahl nützlicher Organismen zu sammeln, sei es eine Baumwurzel oder eine Giftschlange, und es ist noch schwieriger, die genaue Arzneistoffzusammensetzung zu isolieren und sie dann in großen Mengen herzustellen.

Angesichts all dieser Stolpersteine ​​ist es kein Wunder, dass Pharmaunternehmen ihren Fokus von der Natur auf das Labor verlagerten und damit begonnen hatten, Compounds von Grund auf zu entwickeln, was in einer großen Anzahl dann möglich war auf vielversprechende Aktivitäten geprüft. Von den 1990s an haben die Pharmakonzerne gebührenpflichtig beendete ihre Naturentdeckungsprogramme Die riesigen Sammlungen von Screening-Extrakten, die sie gesammelt hatten, wurden verkauft oder aufgelöst.

Die jüngsten Entwicklungen in der Genetik haben jedoch zu einer Verschiebung hin zu natürlichen Produkten geführt. Wissenschaftler können nun die gesamte DNA eines Organismus abbauen, um nach nützlichen Verbindungen zu suchen, und es wird immer deutlicher, dass wir die Oberfläche der molekularen Vielfalt der Natur, die durch mehr als drei Milliarden Jahre Versuch und Irrtum geschärft wurde, kaum zerkratzt haben. Es gibt noch viele weitere unentdeckte Medikamente, die in Pflanzen, Tieren, Pilzen und Bakterien lauern. Diese Erkenntnis und drohende Gesundheitskrisen wie die Zunahme von Antibiotika-Resistenzen haben das Interesse an der Suche nach nützlichen Verbindungen in der Natur - bekannt als Bioprospecting - erneut geweckt.

Exenatide, ein Medikament, das aus dem Speichel des „Gila-Monsters“ stammt, wird zur Behandlung von Diabetes Typ 2 verwendet. Mit 2014 wurde ein Umsatz von 767m in Höhe von US $ erzielt, von denen null zur Erhaltung dieser fast bedrohten Echsen führte. Kris Wiktor / Shutterstock

Die meisten aus der Natur gewonnenen Arzneimittel stammen heute aus Pflanzen, Pilzen und Bakterien. Die aus Tieren gewonnenen Arzneimittel stammen größtenteils aus wenigen Quellen: giftige Wirbeltiere wie die gila Monstereidechse oder Jararaca-Schlangen, Blutegel Speicheloder die Gifte und Absonderungen von Organismen wie Schwämme oder Weichtiere. Aber Tiere sind unglaublich vielfältig, und wir haben kaum die potenzielle pharmazeutische Verwendung der verschiedensten Insektengruppe erschlossen.

Insekten sind voll von nützlichen Verbindungen

Insekten besetzen jede erdenkliche Land- und Süßwassernische der Erde. Folglich haben sie eine verwirrende Reihe von Interaktionen mit anderen Organismen, was bedeutet, dass sie eine enorme Vielfalt von Verbindungen entwickelt haben, um sich selbst zu schützen oder um andere zu erbeuten.

Von dem winzigen Anteil der untersuchten Insekten wurden mehrere interessante Verbindungen identifiziert. Zum Beispiel Alloferon, eine antimikrobielle Verbindung, hergestellt von Schlagfliegenlarvenwird in Südkorea und Russland als Antivirus- und Antitumormittel eingesetzt. Die Larven von a einige andere Insektenarten werden auf potente antimikrobielle Mittel untersucht. Jenseits der Fliegen eine Verbindung, die aus dem Gift der Wespe gewonnen wurde Polybia paulista kann töten Krebszellen, ohne normale Zellen zu schädigen.

Polybia paulista wird im Südosten Brasiliens gefunden. Mario Palma / Universität von Sao Paulo

Warum haben Bioprospektoren den Insekten also relativ wenig Beachtung geschenkt? Die schiere Vielfalt ist zum Teil schuld - mit vielen Millionen Arten, die durchsucht werden müssen, ist das Auffinden eines nützlichen Insekts wie das Suchen einer Nadel im Heuhaufen. Und obwohl wir Insekten für überall halten, besteht die Realität dieser Allgegenwart aus einer riesigen Anzahl von wenigen extrem verbreiteten Arten. Die meisten Insekten sind schwer zu finden und in Gefangenschaft sehr schwer aufzubringen.

Und selbst wenn eine nützliche Art erfolgreich identifiziert und aufgezogen wurde, ist es immer noch unglaublich schwierig, ausreichende Mengen des relevanten Materials zu erhalten. Insekten sind im Allgemeinen sehr klein und die Drüsen in ihnen, die interessante, möglicherweise nützliche Verbindungen absondern, sind noch kleiner.

Die Suche nach freundlichen Insekten

Die gute Nachricht ist, dass wir einige dieser Schwierigkeiten überwinden können, indem wir das Wissen der Naturgeschichte nutzen, um unsere Anstrengungen zu zielen. Ich und David Wilcockson An der Aberystwyth University wird dieser Ansatz als "Ökologie-gestützte Wirkstoffforschung" bezeichnet.

Viele Insekten werben für die Produktion potenziell nützlicher Verbindungen in der Art und Weise, wie sie leben und wo sie leben. Einige produzieren starkes, komplexes Gift, um Beute zu unterwerfen und für ihre Nachkommen frisch zu halten. Andere sind Meister im Umgang mit schmutzigen Mikrohabitaten wie Kot und Kadaver, wo sie regelmäßig von unzähligen Mikroorganismen herausgefordert werden. Die Insekten in beiden Beispielen verfügen über eine Reihe antimikrobieller Verbindungen, um mit pathogenen Bakterien und Pilzen fertigzuwerden, die möglicherweise als neue Antibiotika für den Menschen dienen oder diese inspirieren könnten.

Diese Käferlarven leben in verrottender Materie und werden ständig von potenziellen Krankheitserregern herausgefordert. Ross Piper, Autor zur Verfügung gestellt

Naturwissenschaftliches Wissen weist uns zwar in die richtige Richtung, löst jedoch nicht die Probleme, die mit der geringen Größe von Insekten und den geringen Mengen an interessanten Verbindungen zusammenhängen. Glücklicherweise ist es jetzt möglich, die DNA-Abschnitte des Insekts, die die Codes für die interessanten Verbindungen enthalten, zu identifizieren und herauszuschneiden und in Zelllinien einzufügen, die die Herstellung größerer Mengen ermöglichen.

So sehr ich auch sehr gerne mithelfen würde, ein aus Insekten gewonnenes Blockbuster zu entwickeln, meine Hauptmotivation, Insekten auf diese Weise zu betrachten, ist die Konservierung. Alle Arten, auch wenn sie klein und scheinbar unbedeutend sind, haben ein Existenzrecht um ihrer selbst willen, aber diesem Gefühl fehlt die politische Kraft, die nötig ist, um für die dringende Erhaltung der Natur zu kämpfen. Wir brauchen etwas Greifbareres, etwas, das für die Menschen unmittelbar relevant ist, und es würde Ihnen schwer fallen, etwas zu finden, das der Gesundheit am Herzen liegt.

Wenn wir die dunklen Bereiche des Naturkabinetts der Natur beleuchten und die nützliche Chemie der verschiedensten Tiere der Erde erforschen können, glaube ich, können wir die Menschen dazu bringen, den Wert der Natur anders zu denken.

Über den Autor

Ross Piper, Entomologe und Zoologe; Forschungsaufenthalt, University of Leeds

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