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An der Leuphana Universität Lüneburg forscht Prof. Dr. Klaus Kümmerer, wie Strukturen des Antibiotikums Ciprofloxacin so verändert werden können, dass sie biologisch abbaubar sind. Aussichtsreiche Zusammensetzungen schaut er sich im Reagenzglas genauer an. Foto: A/t&w
An der Leuphana Universität Lüneburg forscht Prof. Dr. Klaus Kümmerer, wie Strukturen des Antibiotikums Ciprofloxacin so verändert werden können, dass sie biologisch abbaubar sind. Aussichtsreiche Zusammensetzungen schaut er sich im Reagenzglas genauer an. Foto: A/t&w

Gesünder für die Umwelt – Wissenschaftler der Leuphana Universität forscht an neuem Antibiotikum

mm/dpa Lüneburg. Für die Erforschung eines umweltverträglichen Antibiotikums hat die Lüneburger Universität eine Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Höhe von 460000 Euro erhalten. Das Antibiotikum soll im Gegensatz zu anderen Arzneien biologisch abbaubar sein und das Trinkwasser weniger verunreinigen. Getestet wird an der Leuphana das häufig eingesetzte Ciprofloxacin. Mithilfe von Computermodellen versucht Professor Klaus Kümmerer, die Struktur des Arzneimittels so zu verändern, dass Rückstände nicht die Umwelt belasten.

Antibiotika werden in der Human- und Tiermedizin zur Behandlung von bakteriellen Infektionen und Entzündungen eingesetzt. Über Ausscheidungen würde die Umwelt mit Überresten belastet, die nicht abgebaut werden können. Krankheitserreger und Bakterien könnten so widerstandsfähig gegen Antibiotika werden, Medikamente dadurch wirkungslos. „Es ist dringend notwendig, den Eintrag von pharmazeutischen Wirkstoffen in die Umwelt zu stoppen“, sagt DBU-Generalsekretär Heinrich Bottermann. „Sie können die Umwelt schädigen und langfristig ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen.“ Weltweit fänden sich in den Gewässern Rückstände von Medikamentenwirkstoffen, Kläranlagen könnten die wieder ausgeschiedenen und nur schwer abbaubaren Stoffe nicht zurückhalten.

Ein oft verwendetes Antibiotikum ist Ciprofloxacin. Das habe eine breite Wirkung, sei aber auch besonders schwer abbaubar. Nachweisen ließe sich der Wirkstoff etwa im Abwasser von Krankenhäusern und Kläranlagen sowie in Oberflächengewässern und mit Gülle gedüngten Böden. An der Leuphana arbeitet Professor Klaus Kümmerer am Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie daran, die Struktur von Ciprofloxacin mit computergestützten Berechnungen zu variieren. „Wir wollen das Mittel so verändern, dass es bei gleicher Wirksamkeit für den menschlichen oder tierischen Körper in der Umwelt besser abbaubar ist“, sagt er.

Bei der Untersuchung wird zunächst die bestehende Wirksubstanz analysiert und mithilfe von Computermodellen vielfach verändert. „Die dann entstandenen Varianten wollen wir in theoretischen Rechenmodellen auf eine verbesserte biologische Abbaubarkeit und geringere toxikologische Effekte prüfen“, erklärt Kümmerer.

Die veränderten Strukturen untersucht der Professor weiter im Labor. Dort sollen aussichtsreiche Zusammensetzungen chemisch-synthetisch hergestellt und im Reagenzglas mit Blick auf antibiotische Wirksamkeit gegenüber resistenten Keimen, biologische Abbaubarkeit und mögliche Nebenwirkungen für Mensch und Umwelt getestet werden.

Bereits in einem weiteren von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekt hatte die Leuphana gemeinsam mit den Unis in Gießen und Hannover gezeigt, dass die Abgabe von Antibiotika in Pellet- statt in Pulverform in der Tierhaltung die Umwelt entlaste.

Gegen Bakterien
Antibiotika dienen zur Behandlung von Infektionskrankheiten. Sie hemmen oder töten vor allem krankheitserregende Bakterien, nicht aber Viren. Eher durch Zufall soll der britische Biologe Alexander Fleming im Jahr 1928 herausgefunden haben, dass Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen der Gattung Penicillium das Wachstum von Bakterien hemmen. Heute gibt es ein breites Spektrum von Antibiotika, viele werden synthetisch hergestellt. Sorgen machen den Wissenschaftlern zunehmende Resistenzen von Krankheitserregern gegen Antibiotika, die dann nicht mehr richtig wirken. Kopfzerbrechen bereiten dabei auch Rückstände, die über das Abwasser in Flüsse sowie Grund- und Trinkwasser gelangen.