Fauchschabe
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Wirkstoffe aus Mottenlarven vernichten Wundkeime. Der Speichel von Fliegenmaden enthält Substanzen, die sich wirkungsvoll in Desinfektionspflastern verwenden lassen. Und in bestimmten Marienkäfern gibt es Eiweiße, die als Konservierungsstoffe interessant sind. Was sich wie Forschungs-Science-Fiction anhört, sind Ergebnisse einer recht jungen Wissenschaft: der Insektenbiotechnologie.

Deutschlands Zentrum der Insektenbiotechnologie befindet sich an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Professor Dr. Andreas Vilcinskas leitet die Forschungen. Insektenbiotechnologie definiert er "als die Entwicklung und Anwendung biotechnologischer Methoden, um Insekten und aus ihnen stammende Moleküle, Zellen, Organe und Mikroorganismen in Produkte und Dienstleistungen zu verwandeln."

Vom Insekt zum Wirkstoff

Nach geeigneten Insektenarten sucht Vilcinskas sehr überlegt: Um zu entscheiden, ob er sich einem Käfer, einer Fliege oder einem Schmetterling zuwendet, nutzt er Wissen aus Evolutionsbiologie und Ökologie: "Nach Wirkstoffen für neue Antibiotika zu suchen, macht etwa bei solchen Insektenarten Sinn, deren Lebensräume mikrobenbelastet sind", sagt er.  Und das trifft zum Beispiel auf die sogenannten Rattenschwanzlarven zu, eine besondere Gruppe von Fliegenmaden, die an ihrem Hinterende eine Art Schnorchel tragen.

Der ermöglicht ihnen das Überleben in sauerstoffarmen Gewässern – wie Gülle- und Jauchegruben. "Da kann man sich natürlich fragen: Warum passt sich ein Insekt an die Besiedlung von Gülle- und Jauchegruben an? Evolutionsbiologisch macht das viel Sinn, denn wenn ich in einer Güllegrube lebe, frisst mir niemand was weg, dort jagt mich niemand, es gibt keine Fressfeinde, ich werde dort kaum Parasiten begegnen. Aber fresse ich da was, dann ist das stark mit Mikroben belastet und ich brauche ein top Immunsystem."

Professor Dr. Andreas Vilcinskas
Insektenforscher Andreas Vilcinskas präsentiert in Wiesbaden auf einer Pressekonferenz des Wissenschaftsministeriums eine Dose mit den Gelbfiebermücken (Aedes aegypti), die als Hauptüberträger des Zika-Virus gilt. Bild © picture-alliance/dpa

Dass Vilcinskas und sein Team in den Maden Moleküle mit Abwehreigenschaften fanden, überrascht vor diesem Hintergrund nicht. Nun wird getestet, wie man die Substanzen künstlich herstellen kann und ob sie sich gegen Erreger menschlicher Krankheiten einsetzen lassen. Eine Vermutung: Sie vernichten gefährliche Krankenhauskeime, indem sie deren Selbstschutz gegen Antibiotika stören. Ein neues Medikament gegen Krankenhauskeime wäre das erste seit rund 60 Jahren.

Was aber macht nun ausgerechnet Insekten so interessant für Vilcinskas? Mit über einer Million beschriebener Arten seien sie die mit Abstand artenreichste Organismengruppe, sagt er – und damit auch die entwicklungsgeschichtlich erfolgreichste. "Diese Vielfalt wird meines Erachtens auch auf biochemischer Ebene reflektiert. In den Insekten sehe ich deshalb eine riesige Naturstoffbibliothek. Und in der suchen wir nach neuen Molekülen, die Insekten nutzen, um sich gegen Feinde zu verteidigen, um bestimmte Nahrungsgrundlagen zu erschließen et cetera, und versuchen, diese zum Wohle der Menschheit zu erschließen."

Alternativen für Insektizide

Zu den Einsatzgebieten der Insektenbiotechnologie gehört neben der Medizin auch der Pflanzenschutz. "Wir kommen da zu recht umweltschonenden Methoden", sagt Andreas Vilcinskas und nennt das Beispiel der Kirschessigfliege: "Sie wurde aus Japan eingeschleppt und macht jetzt den Obstbauern schwer zu schaffen. In Hessen hatte 2014 ein Drittel aller Obstbauern Totalausfälle! Sollte sich die Fliege weiter ausbreiten, wird, das ist die amtliche Prognose, der Obstbau in Hessen eingestellt werden müssen."

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Alles Wissen

Um die Kirschessigfliege und die Gefahr, die von ihr für Obstbauern ausgeht, geht's auch in der Sendung "Alles Wissen" im hr-fernsehen am 12.7. um 20:15 Uhr. [mehr]

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Abhilfe soll hier nun die sogenannte sterile Männchentechnologie schaffen. "Da züchtet man Insekten in großen Mengen und separiert die Männchen", erläutert Vilcinskas. "Die Männchen werden dann radioaktiv bestrahlt, freigelassen und wenn sie sich irgendwann paaren, kommt kein Nachwuchs raus. Genau das kann uns bei der Kirschessigfliege helfen!" Herkömmliche Pflanzenschutzmittel kämen in diesem Fall nämlich nicht in Frage – vor allem weil die Fliegen das Obst kurz vor der Ernte befallen, wenn es fast reif ist.

Insekten als Mumien
Wie Mumien in Kunststoff gewickelt warten Bienen am Forschungsschwerpunkt "Insektenbiotechnologie" in Gießen auf ihre Fütterung. Bild © picture-alliance/dpa

Und noch ein drittes Anwendungsbeispiel nennt Andreas Vilcinskas. Es geht um die Fühler von Insekten, die sogenannten Antennen. "Sie gelten als die empfindlichsten Organe zur Wahrnehmung von Gerüchen", erzählt Vilcinskas. "Wenn ein Duftstoff an die Insektenantenne kommt, wird ein elektrischer Impuls ausgelöst und ans Gehirn transportiert. Diese Impulse kann man verstärken, indem man eine Antenne amputiert und auf eine Elektrode pflanzt. Man sieht dann jedes Mal, wenn die Antenne ein Duftmolekül erkennt, einen elektrischen Impuls. Dass nennt man Elektroantennographie." Auf dieser Basis haben die Gießener Forscher nun Biosensoren entwickelt, mit denen man Drogen und Sprengstoff an Flughäfen aufspüren kann.

Positive Wahrnehmung und Netzwerkarbeit

Aber stößt nicht auch die Insektenbiotechnologie irgendwann an ethische Grenzen? Andreas Vilcinskas meint, der überwiegende Teil der Bevölkerung habe wenige Probleme, wenn mit Insekten gearbeitet wird. "Erfreulicherweise wird die Insektenbiotechnologie in der Bevölkerung immer sehr positiv wahrgenommen, weil ja eigentlich nur Gutes produziert wird, wenn wir neue Impfstoffe finden, neue Antibiotika, Abfälle verwerten." Außerdem profitiere er davon, dass Insekten im juristischen Sinne nicht als Tiere gälten. Deshalb seien auch keine aufwändigen Zulassungsverfahren nötig.

In Gießen erfolgt die insektenbiotechnologische Forschung in einem großen Netzwerk. Dazu gehören etwa die Fraunhofer-Gesellschaft, an deren neuem Institut für Bioressourcen die Insektenbiotechnologen beteiligt sind, der Pharmakonzern Sanofi und auch lokale Partner wie die Technische Hochschule Mittelhessen.

Hessens Landesregierung fördert die Aktivitäten durch ihr LOEWE-Programm, die Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz. Das sogenannte LOEWE-Zentrum "Insektenbiotechnologie" ist europaweit die erste operative Einheit auf diesem Gebiet.

Der Insektenbiotechnologie  gilt derzeit als ein "im Aufbruch befindlicher Zukunftsmarkt". So erscheint es naheliegend, dass die kommenden Jahre noch viele überraschende Entdeckungen bereit halten, und die eine oder andere wird sicherlich in Hessen gemacht werden. Es könnte also etwas dran sein an dem Leitspruch, den Andreas Vilcinskas seiner Arbeit gegeben hat: "Von Insekten lernen heißt siegen lernen."

Sendung: hr-iNFO, 08.07.2018, 07:35 Uhr

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