Im Körper von Fröschen wurde ein Gegenmittel gegen eines der stärksten Meeresgifte entdeckt

Saxitoxin wird von bestimmten Mikroalgen und Cyanobakterien gebildet. Das Gift reichert sich in Weichtieren an und kann über die Nahrung in den menschlichen Körper gelangen. Es stört die Signalübertragung an Nerven und Muskeln, weshalb eine schwere Vergiftung zu Lähmungen und Atemstillstand führen kann. Ein spezielles Gegenmittel gibt es bislang noch nicht.

Es ist jedoch noch zu früh, von einem fertigen Medikament zu sprechen. Saxifilin wurde bislang nur an Mäusen getestet, und seine Sicherheit und Wirksamkeit für den Menschen müssen noch überprüft werden. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift ⁠Nature Communications veröffentlicht.

Details

Forscher der University of California in San Francisco untersuchten das Protein Saxifilin. Es kommt bei der amerikanischen Ochsenfroschart und einigen anderen Fröschen und Kröten vor, die gegen die Wirkung von Saxitoxin resistent sind.

Saxitoxin wirkt schnell. Seine Moleküle blockieren Natriumkanäle – eine Art „Tore“ an der Oberfläche von Nerven- und Muskelzellen. Ohne diese Kanäle können die Zellen elektrische Signale nicht normal weiterleiten. Infolgedessen können beim Menschen Taubheitsgefühle, Schwäche, Schluck- und Koordinationsschwierigkeiten auftreten, und bei einer schweren Vergiftung kann es zu einer Lähmung der Atemmuskulatur kommen.

Saxifilin wirkt auf einfachere Weise: Es bindet die Giftmoleküle im Blut fest und verhindert, dass diese die Zellen erreichen. Die Autoren vergleichen es mit einem molekularen Schwamm, der das Toxin aufsaugt und es so an seiner Wirkung hindert.

Zunächst testeten die Wissenschaftler das Protein an Zellen mit drei Arten menschlicher Natriumkanäle. Diese sind an die Funktion der Skelettmuskulatur, des Herzens und des peripheren Nervensystems beteiligt. Saxifilin befreite alle drei Kanaltypen von der Wirkung des Toxins.

Anschließend wurde das Protein an Mäusen getestet. Die Forscher führten drei Versuchsvarianten durch:

• Saxifilin wurde gleichzeitig mit dem Gift verabreicht;
• das Protein wurde vor der Einwirkung des Toxins verabreicht;
• die Tiere erhielten zunächst eine tödliche Dosis Saxitoxin und erst danach das potenzielle Gegenmittel.

Das Protein schützte die Mäuse in allen drei Fällen. Am aussagekräftigsten erwies sich das letzte Experiment: Saxifilin rettete die meisten Tiere, obwohl das Gift bereits zu wirken begonnen hatte. Genau diese Abfolge entspricht am ehesten einer realen Vergiftung, bei der ein Mensch erst dann Hilfe sucht, nachdem er kontaminierte Weichtiere verzehrt hat.

Saxifilin erhöhte nicht nur die Überlebensrate, sondern milderte auch die Schwere der Symptome. Nach Angaben der Forscher verursachte das Protein selbst bei den Mäusen keine nennenswerten Nebenwirkungen.

Um den Wirkmechanismus zu überprüfen, testeten die Wissenschaftler zudem eine modifizierte Version von Saxifilin, die das Gift etwa 2000-mal schwächer bindet. Diese bot den Tieren keinen Schutz. Dies bestätigte, dass das Protein den Organismus gerade dank seiner Fähigkeit, die Toxinmoleküle zu binden, rettet.

Warum dies wichtig ist

Saxitoxin gilt als eines der gefährlichsten natürlichen Neurotoxine. Es gehört zu einer Familie von mehr als 50 ähnlichen Substanzen, die sich in Miesmuscheln, Austern, Kammmuscheln und anderen Weichtieren anreichern können.

Eine Vergiftung durch solche Toxine wird als paralytische Muschelvergiftung bezeichnet. Es gibt kein spezielles Gegenmittel dafür: Ärzte können lediglich die Atmung und andere lebenswichtige Funktionen aufrechterhalten, bis der Körper das Gift ausgeschieden hat.

Eine neue Studie hat erstmals an einem lebenden Organismus gezeigt, dass ein einziges natürliches Protein ausreicht, um vor der tödlichen Wirkung von Saxitoxin zu schützen. Besonders ermutigend ist, dass es bereits nach der Aufnahme des Giftes Wirksamkeit zeigte.

Der Weg bis zur Entwicklung eines Medikaments könnte sich jedoch als lang erweisen. Saxifilin ist ein großes Proteinmolekül mit einer Masse von etwa 91 Kilodalton. Die Wissenschaftler müssen nun herausfinden, wie lange es im Blut verbleibt, ob es keine Immunreaktion auslöst und in welcher Dosis es sicher angewendet werden kann. Zudem garantieren die Ergebnisse der Versuche an Mäusen nicht, dass das Protein beim Menschen ebenso wirksam sein wird.

Die Autoren möchten verkleinerte Versionen von Saxifilin entwickeln. Solche Moleküle könnten sich potenziell schneller im Körper ausbreiten und verschiedene Varianten des Toxins binden.

Hintergrund

Die sogenannte „rote Flut“ ist eine Massenvermehrung mikroskopisch kleiner Wasserorganismen, von denen einige gefährliche Substanzen produzieren. Das Wasser färbt sich dabei nicht immer rot, weshalb Wissenschaftler häufiger von einer schädlichen Algenblüte sprechen.

Weichtiere filtern das Wasser und reichern das Gift an, sterben dabei jedoch nicht unbedingt selbst ab. Infolgedessen kann das Gift in den Organismus von Menschen und Tieren gelangen, die diese Weichtiere verzehren.

Die Geschichte dieser Entdeckung reicht fast hundert Jahre zurück. Ende der 1920er und Anfang der 1930er Jahre fand der Forscher Hermann Sommer von der University of California in San Francisco heraus, dass das „Muschelgift“ nicht von den Weichtieren selbst produziert wird, sondern von den Mikroorganismen, von denen sie sich ernähren. Er stellte zudem fest, dass bestimmte Frösche gegen eine Vergiftung resistent sind.

Später entdeckten Wissenschaftler bei Fröschen Saxifilin und fanden heraus, wie es Saxitoxin bindet. Bis zu dieser aktuellen Studie war jedoch unbekannt, ob dieser Mechanismus einen bereits vergifteten lebenden Organismus retten kann.

In Zukunft könnte Saxifilin nicht nur als Grundlage für ein Medikament von Nutzen sein. Die Forscher gehen davon aus, dass seine Fähigkeit, das Toxin aufzuspüren und zu binden, eine schnellere Überprüfung von Weichtieren und Gewässern auf gefährliche Verunreinigungen ermöglichen wird.

Quelle

Die Studie von Samantha A. Nixon, Sandra Zakrzewska und Mitautoren mit dem Titel „Saxiphilin functions as a ‘toxin sponge’ protein that counteracts the effects of saxitoxin poisoning“ wurde im Jahr 2026 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.