Guten Morgen allerseits und willkommen.
Heute werden wir drei Vorträge hören, und anschließend gibt es eine Diskussion am runden Tisch.
Unser erster Sprecher ist Richard Roberts von den New England Biolabs.
Die Entdeckung, die er 1977 über die Mosaikstruktur der Gene machte,
gelang ihm jedoch, als er an den Cold Spring Harbor Laboratories in Long Island, New York, arbeitete.
1993 erhielt er den Nobelpreis für die Entdeckung der Mosaikgene.
Der Titel seines Vortrags lautet:
„Warum ich Mikroben liebe“.
Dr. Roberts, Sie haben das Wort.
(Applaus).
Vielen Dank.
Nun, was ich heute zu tun versuchen werde, ist Folgendes:
Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, warum ich Mikroben absolut faszinierend finde.
Ich denke, dass sie so interessant sind, dass ich alle von Ihnen ermutigen möchte,
sich zu überlegen, in diesem Fachgebiet einmal zu forschen.
Eine Sache, die mir an Mikroben gefällt, ist, dass es im Wesentlichen sehr einfache Organismen sind.
Und es scheint mir möglich, dass wir - vorausgesetzt wir investieren in ihr Studium genug Energie –
noch zu meinen Lebzeiten verstehen könnten, wie der einfachste Mikroorganismus funktioniert.
Ich nehme an, dass wir als Biologen alle verstehen möchten, wie das Leben funktioniert.
Wir werden zu meinen Lebzeiten nicht verstehen, wie der Mensch funktioniert, vielleicht auch nicht zu Ihren Lebzeiten.
Doch ich denke, dass wir vielleicht verstehen könnten, wie Mikroben funktionieren.
Für mich wäre das eine faszinierende Möglichkeit.
Die Mikroben haben aus meiner Sicht den unschätzbaren Vorteil, dass die meisten von ihnen unentdeckt sind.
Weniger als 1 %, vielleicht sogar weniger als 0,1 %, aller Mikroben auf diesem Planeten wurden bisher entdeckt,
im Labor beschrieben und vermehrt.
Die meisten Mikroben können wir nicht züchten.
Ein Grund hierfür ist, dass viele von ihnen nur wachsen, wenn zwei oder drei oder vier von ihnen gemeinsam wachsen.
Sie brauchen sich gegenseitig, um im Leben erfolgreich sein zu können.
Viele von ihnen leben außerdem unter äußerst unwirtlichen Umständen.
Ein oder zwei dieser Mikroorganismen werde ich Ihnen vorstellen.
Darüber hinaus verfügen sie über eine bemerkenswerte Eigenschaft.
Sie besteht darin, dass sie in uns leben:
Unsere Körper sind im wahrsten Sinne des Wortes voller Mikroorganismen dieser oder jener Art.
Sie leben auf unserer Haut, in unserem Mund, im Inneren unserer Körper.
Wo immer Sie es sich vorstellen:
Mikroorganismen leben dort.
Und auch hierüber werde ich Ihnen etwas zeigen.
Lassen Sie uns also mit einer kurzen Reise durch die Umwelt beginnen.
Ich stelle Ihnen ein oder zwei Mikroben vor, die ich besonders interessant finde.
Anschließend sprechen wir über den menschlichen Körper und seine Gesundheit und über die Art der Organismen, die in uns leben.
Gehen wir also zum nächsten Dia.
Ich möchte Ihnen dies zeigen, nur um Ihnen zu erklären, wie Mikroben….
Und unter Mikroben verstehe ich Bakterien und Archaeen, und dies hier sind die drei Reiche des Lebens.
Ursprünglich nahm man an, dass es sich bei den Archaeen um Bakterien handelt,
tatsächlich machen sie jedoch ein eigenes Reich des Lebens aus, wie von Carl Woese 1977 gezeigt wurde.
Was dieser Baum des Lebens Ihnen zeigen soll, ist, wie hinsichtlich seiner Diversität alles miteinander verwandt ist.
Die Eukaryoten, die großen Organismen, die Sie sehen
– Pflanzen, Menschen, Giraffen, Nashörner, sämtliche großen Tiere, Mäuse und so weiter – diese entstehen hier oben.
Viele von diesen hier unten, Giardien usw., sind winzige Mikroorganismen, mikroskopisch kleine.
Und alle diese anderen Organismen, die Bakterien und Archaeen sind, wie sie sehen, sehr weit weg.
Sie sind nur entfernt mit uns verwandt.
Und wir sitzen hier oben.
Dies ist Homo und dies ist der Mais.
Wir sind also mit dem Mais wesentlich enger verwandt als mit vielen anderen Organismen, von denen Sie das gedacht hätten.
Wir sind von den Bakterien weit entfernt.
Doch beachten Sie die Mitochondrien hier, die roten Organismen.
Hierbei handelt es sich um kleine Organellen, die in uns leben, die Energie für uns produzieren
und die sehr eng mit den Bakterien verwandt sind.
Ich zeige Ihnen damit, dass die menschlichen Zellen, das menschliche Genom tatsächlich etwas enthält,
was uns aus vielen verschiedenen Genomen im Laufe der Zeit zugewachsen ist.
Der größte Teil der Vielfalt auf dieser Erde besteht aus Mikroben.
Der größte Teil der Biomasse besteht aus Bakterien.
Dies mag nur schwer zu glauben sein.
Man ist gewissermaßen daran gewöhnt sich umzuschauen und das pflanzliche Leben und jede Menge Tiere zu sehen usw.
Man kann sehr leicht zum dem irrigen Schluss gelangen, dass diese Organismen den größten Teil der Biomasse auf diesem Planeten ausmachen.
Doch dies ist nicht der Fall.
Den größten Teil der Biomasse auf diesem Planeten stellen die Mikroben dar.
Nicht nur in uns, sondern auch in den Meeren.
Die Meere schäumen von Mikroorganismen geradezu über.
Selbst wenn Sie 5 Kilometer in die Erde graben, finden Sie Mikroorganismen,
typischerweise 10 hoch 5 bis 10 hoch 6 pro Gramm des Erdmaterials, 5 Kilometer unter der Erde.
Diese Wesen sind also überall:
Sie sind in der Antarktis, unter dem Eis:
an jedem Ort, den Sie sich vorstellen können.
Und einer der Gründe, weshalb Sie sich nicht wirklich vorstellen können, wie viele Mikroorganismen es gibt,
ist ihre Unsichtbarkeit.
Es handelt sich bei ihnen um mikroskopisch kleine Organismen.
Man muss durch ein Mikroskop schauen, um sie zu entdecken.
Das erste Dia, das ich Ihnen hier zeige, ist ein Photosynthese treibender Organismus.
Tatsächlich ist dieser Organismus insofern recht interessant, als er der erste Umweltverschmutzer auf diesem Planeten war.
Als das Leben auf diesem Planeten entstand, begann es in einer anaeroben Umgebung.
Es gab keinen Sauerstoff.
Der meiste Sauerstoff lag in Mineralien im Inneren dieses Planeten oder im Wasser gebunden vor.
Diese Organismen begannen damit, Photosynthese zu treiben.
Sie begannen, Sauerstoff zu produzieren, und tatsächlich vernichteten sie den größten Teil der Lebewesen,
die anaerob waren und die diesen freien Sauerstoff gar nicht mochten.
Wie Sie sehen, sind es sehr schöne Organismen.
Sie bilden diese schönen langen Ketten, und hin und wieder sehen Sie eine etwas größere Heterosis,
eine sehr merkwürdige kleine Form dieses Organismus.
Sie kann anaerob leben, während die andere Form aerob lebt.
Wenn man das Erdreich untersucht, findet man überall, wo Stoffe verwesen, sogenannte Myxobakterien.
Sie sehen aus wie kleine Pilze, nur dass man sie ohne Mikroskop nicht sehen kann,
und sie bilden diese wunderschönen kleinen Fruchtkörper.
Es sind sehr schöne kleine Fruchtkörper.
Es sind im Wesentlichen Bakterien, die sich differenzieren können.
Um zu überleben, können sie verschiedene Arten von Zellen und verschiedene Formen von Zusammenschlüssen von Zellen hervorbringen.
Diese Organismen befinden sich überall im Boden.
Viele von ihnen haben diese schöne orangene Farbe.
Sie sind sehr, sehr schön.
Manchmal sehen Sie sie als einen Film auf faulendem Holz.
Es gibt sehr, sehr viele dieser Bakterien:
Ohne sie wären wir wahrscheinlich voller Abfallstoffe irgendwelcher Art.
Sie sind äußerst wichtig zur Beseitigung von Abfallmaterial.
Diesen Organismus hier liebe ich:
Er ist ein Beispiel für ein Spirillenbakterium.
Er hat den Namen aquaspirillum magnetotacticum.
Dieses Lebewesen existiert in den Weltmeeren.
Es zeichnet sich durch eine sehr interessante Struktur aus, die hier in Schwarz dargestellt ist.
Es handelt sich dabei um eine Anlagerung (Akkretion) von Eisen, und sie ist magnetisch.
Dieser Organismus hat also in seinem Inneren einen Magneten gebildet, und er verwendet ihn zur räumlichen Orientierung.
Er schwimmt in der Richtung des Magnetfelds der Erde.
Wenn er sich auf der nördlichen Hemisphäre befindet, schwimmt er gerne nach Norden,
befindet er sich auf der südlichen Hemisphäre, schwimmt er vorzugsweise nach Süden.
Außerdem ist er sehr sensibel für das Gravitationsfeld, so dass er von der Wasseroberfläche nach unten schwimmt.
Wir verstehen nicht wirklich, warum er dies tut.
Es ist einfach ein Verhalten, das sich beobachten lässt.
Es gibt verschieden Theorien hierüber.
Einige Leute meinen, dass die Bakterien vor Feinden davon schwimmen, andere, dass sie zu ihrer Nahrungsquelle schwimmen.
Doch warum das Bakterium einen Magneten hierfür verwenden sollte, ist vollkommen ungeklärt.
Tatsächlich gibt es eine ganze Reihe von Organismen, man kennt 40 bis 50 verschiedene Arten, die dies tun können.
Sie verfügen über kleine Magneten in ihrem Inneren, mit deren Hilfe sie sich orientieren.
Dies ist ein weiterer Bewohner des Ozeans:
ein wunderschöner Kalkröhrenwurm.
Diese Wesen leben auf diesen Tiefseeschloten.
Wie Sie wissen, befinden sich auf dem Grund der Ozeane zahlreiche Vulkane,
viele Vulkane, in denen wir Magma und andere Materialien finden, die die Erde ausspuckt.
Manchmal werden sie auch als „Schwarze Raucher“ bezeichnet.
Sie wurden um die Mitte der 1970er Jahre von ozeanographischen Tiefsee-U-Booten entdeckt, in der Hauptsache von Woods Hole.
Und diese Schlote enthalten Magma.
Dampf mit ungeheuer hohen Temperaturen kommt aus ihnen heraus, mit bis zu 1000°C.
Dies spielt sich an zahlreichen Stellen mitten im tiefen Ozean ab, so dass sich diese großen Temperaturgefälle entwickeln:
zwischen den Schwarzen Rauchern und dem Material mit einer Temperatur von 1000°C, das sie abgeben,
und dem Ozean, der dort normalerweise eine Temperatur von 4°C oder 5°C hat.
Und wie man festgestellt hat, gibt es viele derartige Organismen,
die bevorzugt in dieser Zone zwischen den Schwarzen Rauchern und dem umgebenden Ozean leben,
wo die Temperaturen von um die 100°C bis plötzlich herab auf 5°C liegen.
Dort leben zahlreiche Bakterien und Archaeen.
Besonders die Archaeen lieben diese Umgebung, doch es gibt hier auch Eukaryoten.
Und einer dieser Eukaryoten ist dieser Kalkröhrenwurm.
Dies ist tatsächlich ein Wurm:
Dies ist die Schutzumhüllung des Wurms und dies ist die fedrige Plume.
In der Mitte dieses Wurms befindet sich ein riesengroßes Bakterium.
Ohne das Bakterium könnte der Wurm nicht existieren.
Das Bakterium nutzt all die Mineralien und die Energie, die aus diesen tiefen Schloten kommt,
und verwendet sie zur Herstellung von Stoffen, die den Wurm am Leben erhalten.
Das ist so bizarr.
Man findet diese Würmer überall.
Sagen wir also, man hätte sich vorstellen können,
dass diese Wesen in einem bestimmten Schwarzen Raucher entstanden sind und sich von dort aus ausgebreitet haben.
Wo immer diese Schlote im Ozean zu finden sind, begegnet man diesen Kalkröhrenwürmern
und findet man diese wunderschönen Bakterien, die in ihrem Inneren leben.
Nun, wenn wir zum Yellowstone Nationalpark gehen – es gibt viele solcher Parks, doch bin noch in keinem gewesen,
der so schön ist wie der Yellowstone –, dies ist meine touristische Werbung:
Wenn Sie jemals die Gelegenheit bekommen, den Yellowstone Nationalpark zu besuchen, dann sollten Sie dies tun.
Es ist einfach ein fantastischer Ort.
Es ist eine vulkanische Caldera und es gibt dort zahlreiche heiße Quellen und viele Geysire.
Der Boden ist an vielen Stellen des Yellowstone Nationalpark noch immer extrem heiß.
Und es gibt wunderbare Beispiele von Bakterien und Archaeen, die dort leben.
Sehen wir uns einige dieser warmen Teiche und Wasseransammlungen genauer an:
Hier ist ein warmer Tümpel, und hier ist etwas heißes Wasser, das in ihn hineinfließt.
Man findet hier jede Menge dieser phototropen Organismen, die dort leben.
Man erkennt sie an diesen wunderschönen Farben.
Sie bilden Bakterienfilme.
Wenn man sich den Querschnitt dieser Filme ansieht, stellt man fest, dass sich an ihrem oberen Rand Organismen befinden,
die eine bestimmte Wellenlänge des Lichts verwenden, um Photosynthese zu betreiben und Energie zu erzeugen.
Und unterhalb dieser oberen Schicht findet man Bakterien, die das restliche Licht nutzen.
Und wenn man nur wenige Zentimeter unter die Oberfläche geht, gelangt kein Licht mehr dorthin,
da alles Licht bereits von den Bakterien aufgebraucht wurde, die sich entwickelt haben, um es zu nutzen.
Sie bilden alle rund um diese Wasseransammlungen diese wunderschönen Farben aus, und es sind alles Bakterienfilme.
Dies ist auch beispielsweise der Ursprung des Enzyms Taq-Polymerase von Thermos aquaticus.
Ein Mann namens Brock, ein sehr berühmter Mikrobiologe, entdeckte diesen Organismus in Yellowstone.
Tatsächlich ist dies der Ort, an dem wir heute Polymerase-Kettenreaktionen (PCR)
und alle diese wunderbaren Dinge durchführen können:
aufgrund des Organismus, der aus dieser heißen Quelle kam.
Normalerweise leben Organismen hier zwischen 80°C und 100°C.
Stellen Sie sich das vor: bei 100°C.
Normalerweise ist Ihre DNA bei dieser Temperatur völlig denaturiert.
Doch diese Organismen haben Wege gefunden, die DNA-Stränge getrennt zu halten.
Ein weiteres schönes Phänomen, dem Sie im Yellowstone-Nationalpark begegnen können, sind diese schönen Schwefelquellen.
Diese gelbe Farbe hier ist ein Hinweis auf das Element Schwefel in reiner Form.
Es wird von diesen archaischen Organismen, Sulfolobus und Sulfotaracus, produziert,
die den Schwefelwasserstoff nutzen können, der aus dieser Quelle kommt.
Und sie können ihn dann oxydieren, dadurch Schwefel erzeugen und auf diese Weise genug Energie gewinnen,
um sich am Leben zu erhalten.
Wundervolle Organismen, viele, viele Beispiele dafür, wenn wir uns umschauen.
Nun möchte ich statt über die Umwelt im Allgemeinen über unsere „örtliche“ Umwelt reden:
über uns Menschen und die Bakterien, die in uns leben.
Wir sind uns häufig nicht all der Bakterien bewusst, die in uns leben – bis wir krank werden.
Viele von uns erkranken an einer schlimmen Infektion, die vielleicht von einem Staphylococcus ausgelöst wird.
Als ich ein Kind war, bevor es Antibiotika gab, bekam ich jedes Mal, wenn ich mich am Bein schnitt, eine böse, eitrige Infektion.
Furchtbar war das.
Heute kann man all das mit Antibiotika behandeln, obwohl wir Antibiotika wahrscheinlich häufiger einsetzen,
als wir dies tun sollten.
Doch es gibt viele, viele Organismen, denen wir begegnen und die uns keine Probleme bereiten.
Ich werde Ihnen ein oder zwei von ihnen vorstellen, die für uns problematisch sind.
Denn obwohl sie Probleme verursachen, sind es dennoch höchst interessante Organismen.
Sie haben wunderbare „Lifestyles“:
Sie können alle möglichen interessanten Dinge tun.
Und es gibt so viele in uns lebende Organismen die vollkommen harmlos sind.
Tatsächlich sind andere sehr, sehr gut für uns.
Sie werden als Probiotika bezeichnet, und ich werde gegen Ende meines Vortrags über sie sprechen.
Vorher möchte ich jedoch ein wenig über die Zellen reden, aus denen wir bestehen, und den Menschen mit den Bakterien vergleichen.
Normalerweise besteht ein Mensch aus 10 hoch 13 Zellen, d. h. menschlichen Zellen, und außerdem aus 10 hoch 14 Bakterien.
Im Körper des Menschen befinden sich also 10mal so viele Bakterien wie körpereigene Zellen.
Die Zahl der Stämme des Menschen beträgt 1, bei den Bakterien würde ich eine Zahl von über 400 annehmen.
Tatsächlich wissen wir unter dem Strich wirklich nichts Genaueres darüber,
wie viele verschiedene Arten von Bakterien in uns leben.
Gegenwärtig gibt es eine Reihe von Forschungsprojekten, die die Genome sämtlicher Bakterien untersuchen,
die mit dem Menschen verbunden sind.
Man untersucht Proben der Haut, aus dem Mund, dem Magen usw., um ein Gefühl dafür zu bekommen, genau wieviele Stämme es gibt.
Ich bin der Meinung, dass es sehr leicht 10mal so viele sein könnten, es könnten leicht 4000 sein.
Wir wissen es zum gegenwärtigen Zeitpunkt einfach nicht.
Die meisten dieser Organismen können wir nicht in Kulturen züchten.
Wir wissen von ihrer Existenz nur, weil wir ihre DNA studieren können.
Wir können uns ihren ribosomalen Inhalt ansehen, den Inhalt der ribosomalen DNA,
und eine Vorstellung davon gewinnen, wie groß ihre Vielfalt ist.
Doch sie ist wirklich immens:
Bakterien gibt es überall.
Wenn wir uns den Umfang der DNA-Basen ansehen – in einer typischen menschlichen Zelle gibt es etwa 3 Milliarden –
wenn wir alle DNA-Basen aufaddieren, die einzelnen Gene, die einzelnen Sequenzen in diesen verschiedenen Bakterienstämmen,
so haben wir es vielleicht mit einem Drittel der DNA-Basen zu tun.
Doch das entspricht wesentlich mehr Genen.
Also diese 3 mal 10 hoch 9 DNA-Basen in einer Zelle des Menschen – die Schätzung beläuft sich auf 30.000,
oder vielleicht auf nicht mehr als 25.000, die Zahl scheint ständig zurückzugehen, die Zahl der Gene, die wir haben.
Und die Zahl der Bakteriengene steigt wahrscheinlich ständig weiter an.
Daher gibt es sehr viel mehr Bakteriengene, die mit unserem Körper verbunden sind, als es Gene des Menschen gibt.
Auch das sollte man sich einmal klarmachen.
Die Population der Bakterien ist hinsichtlich ihrer Diversität sehr, sehr viel größer als unsere.
Ich möchte Ihnen nun kurz eine Vorstellung davon geben, wo große Anzahlen von Bakterien typischerweise vorkommen.
Auf der Haut findet man Staphylokokken.
Es gibt einen sehr schönen Organismus namens Staphylococcus epidermidis.
Manchmal zeige ich ihn auf einem Dia.
Er lebt in den Poren unserer Haut und ist im Wesentlichen unempfindlich gegen alles, was wir tun.
Sie können sich die Hände und die Arme den ganzen Tag lang waschen:
Diese Organismen stört es nicht, weil die Seife wirklich niemals bis zu ihnen vordringt.
Sie haben gute Methoden entwickelt, sich zu verstecken.
Außerdem gibt es viele verschiedene Arten von Corynebakterien.
Ich will sie hier nicht alle durchgehen.
In unserem Mund lebt eine recht interessante Ansammlung von Organismen.
Ungefähr ein Zehntel der Organismen, von denen wir erkannt haben, dass sie in unserem Mund leben,
haben wir weder in Kulturen züchten noch auf irgendeine vernünftige Weise identifizieren können.
Von den meisten Organismen wissen wir nicht, was sie machen.
Wir wissen nicht, warum sie dort sind, und wir wissen überhaupt sehr wenig über sie.
Auch in den Luftwegen, im Magendarmkanal und im Urogenitalsystem befinden sich alle möglichen Organismen.
Und natürlich haben wir es hier mit Organismen zu tun, die Probleme verursachen können.
Viele dieser Organismen sind Krankheitserreger, viele andere von ihnen hingegen nicht.
Und tatsächlich sind selbst die pathogenen Organismen in mancher Hinsicht sogar ein wenig hilfreich,
da einige der Organismen, die in uns leben, die nützlich für uns sind, Verbindungen produzieren,
die diese pathogenen Organismen unter Kontrolle halten.
Zwischen den Mikroorganismen besteht ein ständiger Kampf.
Sie alle wollen in dieser kleinen Nische leben.
Daher stellen viele der Organismen, die uns eher nützlich sind, Verbindungen her,
die uns diese Pathogene vom Leib halten, was eine gute Sache ist.
Das folgende Dia liebe ich:
Es zeigt genau, was passiert, wenn man niest und es nicht unterdrückt,
und dies ist der Weg, auf dem sich sehr, sehr viele dieser pathogenen Organismen vorzugsweise verbreiten.
Sie leben gerne in den Nasenhöhlen, im Rachen und im Mund usw.
und dies ist die Art von Aerosol, das bei jedem Niesen produziert wird.
Natürlich befinden sich Mikroorganismen darin und sie verbreiten sich ständig.
Sie haben wahrscheinlich über die jüngste Tuberkulosegefahr in den US gehört.
Die Tuberkulose verbreitet sich auf diese Weise.
Sie ist ein unglaublich gefährlicher Organismus, was ihre Ansteckungsgefahr betrifft.
Es handelt sich bei ihr um einen äußerst bösartigen Erreger.
Nun, die Geschichte der Krankheit geht auf das Jahr 1877 zurück.
Tatsächlich war Anthrax der erste Organismus, von dem definitiv gezeigt werden konnte, dass er eine Krankheit verursacht.
Dies zu beweisen gelang dem bedeutenden Mikrobiologen Robert Koch.
Er entdeckte später noch eine ganze Reihe anderer Dinge.
Außerdem stellte er die Regeln auf, anhand deren entschieden wird,
ob wir etwas als einen ursächlichen Erreger bezeichnen oder nicht.
Weiter hier unten sehen Sie jede Menge wirklich übler Erkrankungen, die von diesen Mikroorganismen verursacht werden.
Über ein oder zwei von ihnen werde ich Ihnen etwas ausführlicher berichten.
Es gibt eine lange Geschichte und es war offensichtlich etwas, für das sich Mikrobiologen sehr interessiert haben.
Man möchte immer wissen, welche Organismen Krankheiten verursachen und dann natürlich,
wie man damit am besten verfährt, wie man sie eindämmen kann.
Ein Organismus, über den ich sehr gern rede, ist Helicobacter pylori.
Dies ist ein Organismus, der in ihrem Magen lebt, im Endothel.
Vor zwei Jahren war dieser Organismus der Gegenstand des Nobelpreises in der Medizin,
als Marshall und Warren den Preis dafür erhielten, weil sie zeigten,
dass dieser Organismus die Ursache von Magengeschwüren sein kann.
Vorher hatten die Pharmaunternehmen geglaubt, dass man, wenn man ein Magengeschwür hat,
lediglich ein säurebindendes Mittel zu sich nehmen muss.
Dies würde das Problem der Säure im Magen lösen, doch es war völlig wirkungslos gegen die Ursache der Krankheit.
Und Barry Marshall führte das klassische Experiment durch, das viele Ärzte gerne durchführen.
Er war davon überzeugt, dass Helicobacter die Ursache der Infektion war,
dass er die Ursache der Magengeschwüre war, und daher kultivierte er einige in seinem Labor und trank sie.
Tatsächlich entwickelte er innerhalb weniger Tage ein Magengeschwür,
und glücklicherweise waren Antibiotika gegen den Helicobacter, den er zu sich genommen hatte, wirksam
und er konnte sich sehr schnell heilen.
Man kann in der Tat die meisten durch Helicobacter pylori verursachten Magengeschwüre durch die Einnahme von Antibiotika kurieren.
Der Pharmaindustrie gefiel das natürlich überhaupt nicht, weil der Verkauf von Magensäureblockern drastisch zurückging.
Doch dennoch ist dies der Fall.
Dies hier ist ein echter Helicobacter pylori.
Dies zeigt die Bakterienzelle, wie sie sich an eine der Epithelzellen anheftet, die den Magen auskleiden.
Und wie sie sehen, führt es zu einer sehr engen Wechselwirkung.
Tatsächlich ist bekannt, dass Helicobacter pylori Krebs verursachen kann.
Das Bakterium kann Magenkrebs und auch Speiseröhrenkrebs verursachen, wenn man an einem Säure-Reflux leidet.
Wir wissen nicht, wie dies im Einzelnen geschieht, doch es gibt sehr deutliche Hinweise darauf, dass dies geschehen kann.
Nun, die meisten von uns, die wir in der westlichen Welt leben, haben nur noch wenige Bakterien von Helicobacter pylori im Magen.
In den Entwicklungsländern ist jedoch fast jeder infiziert, und zwar schon ab einem sehr frühen Alter.
In der westlichen Welt nehmen wir jedoch so viele Antibiotika zu uns, dass wir diese Population in der Regel beseitigt haben.
Ein Mann namens Martin Blaser von der medizinischen Fakultät der Universität New York
hat kürzlich diesen Organismus untersucht und herausgefunden,
dass es eine enge Korrelation zwischen einer Infektion mit Helicobacter pylori und der Anfälligkeit für Asthma gibt.
Und es hat sich herausgestellt, dass man – wenn man eine starke Infektion mit Helicobacter pylori hat,
fast so gut wie nie an Asthma erkrankt.
Und in dem Maße, wie die Infektionsrate von Helicobacter pylori in einer Bevölkerung zurückgeht,
steigt die Zahl der an Asthma Erkrankten.
Er ist davon überzeugt, dass es sich hierbei um eine Kausalbeziehung handelt.
Es ist noch zu früh, um sich in dieser Sache sicher sein zu können;
doch der Zusammenhang deutet auf die Tatsache, dass viele Bakterien in uns leben,
die wir durch die unbedachte Verwendung von Antibiotika unterschiedslos abtöten,
und dass es hierdurch sehr wohl zu zahlreichen verschiedenen, unbeabsichtigter Folgen kommen kann.
Ich zeige Ihnen nun einen sehr schönen Organismus, auf diesem schönen Dia.
Es ist einer dieser Spirillum-Organismen.
Er heißt Borrelia und verursacht die Borreliose.
Vibrio cholerae ist derjenige Organismus, der die als Cholera bekannte Krankheit verursacht.
Dennoch ist Vibrio cholerae sehr interessant.
Es ist ein kleiner Mikroorganismus, der mit einem großen eukaryotischen Organismus namens Volvox zusammenlebt.
Und er sitzt tatsächlich fast ausschließlich auf der Oberfläche von Volvox, so dass man,
wenn man eine Cholera-Infektion vorliegen hat und glaubt, dass Wasser verunreinigt ist,
allein durch das Filtern des Wassers durch ein sehr eng gewebtes Tuch, etwa einen Sari,
den größten Teil der Vibrio-Organismen aus dem Wasser entfernen kann.
Sehr einfache Maßnahmen der öffentlichen Gesundheit können hier nützlich sein.
Dies ist ein weiteres Spirillum, Trepanoma, das die Parodontose verursacht.
Yersinia pestis ist der Erreger der Pest.
Dies ist der Organismus, der im Mittelalter in Europa die Pandemie des Schwarzen Todes herbeiführte.
Das nächste Dia zeige ich stets besonders gern:
das Dia der kleinen Beulen, die von diesem Organismus verursacht werden.
Und wenn man eine starke Infektion hat, bekommt man einen starken Wundbrand (Gangrän) an den Fingern, den Zehen und am Brustkorb.
Wenn man dieses Stadium erreicht hat, lässt sich fast nichts mehr an der Erkrankung machen.
Wenn man sie jedoch früh erkennt, lässt sie sich mit Antibiotika erfolgreich behandeln.
Zum Schluss möchte ich Ihnen noch etwas über Lactobacillus erzählen.
Lactobacillus ist einer von den Organismen, die wir für probiotisch halten.
Sie sind sehr nützlich für uns.
Man findet diesen Organismus in Joghurt.
Joghurt zu essen, wenn man ihn mag, ist eine wunderbare Sache.
Mir selbst schmeckt er nicht, aber ich würde ihn allen von Ihnen empfehlen.
Diese Organismen stellen Verbindungen her, die viele der pathogenen Organismen unter Kontrolle halten.
Es gibt zahlreiche Organismen, die dies tun, Bifidobacterium ist ein weiterer, den man manchmal in Joghurt findet,
doch es gibt tatsächlich jede Menge Mikroorganismen, die Wunderbares für uns leisten.
Wir wollen sie in unserem Körper haben, wie wollen, dass sie in uns leben, weil sie Krankheitserreger unter Kontrolle halten.
Schließen möchte ich mit der Bitte an sie wenden, sich etwas vorzustellen, was ich recht außerordentlich finde.
Hier sind wir also:
Wir sind Menschen, wir laufen herum, wir sind randvoll mit Bakterien, sie leben überall in uns und haben es gut dabei.
Wenn wir evolvieren, wie Menschen evolvieren, werden die Bakterienpopulationen ebenfalls evolvieren.
Die beiden leben also tatsächlich in einer wunderbaren Symbiose:
Wir evolvieren zusammen.
Und es fällt nicht schwer sich vorzustellen, dass Menschen vielleicht von Bakterien erfunden wurden,
um einen schönen Lebensraum abzugeben.
Ich danke Ihnen.
(Applaus).
Vielen Dank.
Sie haben sich gut an die Zeit gehalten. Wir haben daher Zeit für Fragen.
Hat jemand eine Frage?
FRAGE. Ich denke, dass viele Menschen heute Antibiotika verwenden und ich denke,
dass es vielleicht eine Beschädigung der mikroorganismischen Flora des Menschen darstellt.
Halten Sie es für ein ernstes Problem, dass wir zu viele Antibiotika verwenden?
RICHARD ROBERTS. Ja, Antibiotika, wissen Sie, sind wirklich das Wundermedikament.
Sie waren das Wundermedikament, als man sie entdeckte, und wir missbrauchen sie sehr.
Wir verabreichen sie Rindern und auf diese Weise gelangen sie in Fleisch und in unsere Nahrungskette.
In der westlichen Welt ist es gewiss so, dass wir Antibiotika beim geringsten Anzeichen einer Infektion
– sei es einer Vireninfektion, gegen die sie wirkungslos sind, oder eine Bakterieninfektion, gegen die sie uns helfen – einsetzen:
Wir verwenden sie viel zu häufig.
Die Sache wird wirklich klar, wenn man sich die Tuberkulose als eines der besten Beispiele hierfür ansieht.
Als ich Kind war, war die Tuberkulose ein großes Problem.
Wenn man – in England – Tuberkulose hatte, wurde man in ein Sanatorium gesteckt.
Man wurde vom Rest der Bevölkerung isoliert, um die Ausbreitung der Krankheit zu verhindern.
Dann standen Antibiotika zur Verfügung, man konnte eine Infektion mit Microbacterium tuberculosis heilen,
und alle Welt hörte auf, sich darüber Sorgen zu machen.
Jetzt haben wir einen Punkt erreicht, an dem es von Microbacterium tuberculosis
– bei dem es sich um einen sehr langsam wachsenden Organismus handelt, der zur Heilung sehr lange behandelt werden muss –
sehr, sehr viele Stämme gibt, die resistent gegen Medikamente sind.
Wenn Sie – Gott bewahre – jemals in Russland ins Gefängnis kämen,
dann wäre es sehr wahrscheinlich, dass Sie mit einer bösen Tuberkulose-Infektion wieder herauskämen.
Weltweit sterben jährlich mehr als eine Million Menschen an Tuberkulose,
und die Regierung der USA hat in ihrer Weisheit schon vor vielen, vielen Jahren beschlossen,
die Erforschung von Microbacterium tuberculosis nicht weiter zu finanzieren.
Sie hat erst kürzlich damit begonnen, sie finanziell zu unterstützen,
und die Tuberkulose ist heute wieder zu einem großen Problem geworden.
Und um Ihre Frage zu beantworten:
Ja, wir sind mit den Antibiotika, die uns zur Verfügung standen, völlig falsch umgegangen.
Und es gibt nur sehr wenig neue, neue Arten von Antibiotika, die in nächster Zeit verfügbar werden.
Einige neue erscheinen, doch wir haben diese Forschung sehr lange vernachlässigt.
FRAGE. Ich bin Arzt und komme aus Pakistan.
Ich war fasziniert, als ich erfuhr, dass die intravesikale Therapie der Tuberkulose gegen Blasenkrebs eingesetzt wird.
Als ich die Literatur zu Rate zog, stellte ich fest, dass viele Viren als Anti-Tumor-Mittel verwendet werden.
Glauben Sie, dass dies ein vielsprechendes Gebiet ist:
der Einsatz von Mikroben zur Behandlung von Krebs?
RICHARD ROBERTS. Also, Ihre Frage richtet sich auf die Verwendung von Mikroben und Viren zur Behandlung von Krebs.
Ich fürchte, dass ich darüber nichts weiß.
Ich bin in dieser Sache völlig unwissend.
Mir ist bekannt, dass man bakterielle Phagen zur Behandlung bakterieller Infektionen verwendet.
Dies ist etwas, womit man sich in Russland seit sehr langer Zeit beschäftigt.
Über die Behandlung von Krebs mithilfe von Mikroorganismen weiß ich jedoch nichts.
Vielleicht können wir später noch darüber reden.
Ich würde sehr gerne mehr darüber erfahren.
FRAGE. Ich möchte Folgendes wissen:
Zahlreiche Unternehmen verkaufen heute mit Probiotika veränderte Lebensmittel:
Ist es wirklich erwiesen, dass es wesentlich besser für uns ist, diese teuren Lebensmittel zu kaufen?
RICHARD ROBERTS. Nun ja, ich denke, es ist wirklich schwer zu wissen.
Das Problem mit den Mitteln zur Unterstützung der Gesundheit, den Nahrungsergänzungsmitteln,
besteht darin, dass sie nicht reglementiert sind.
Daher ist es ein offensichtlicher Markt für irgendeinen Scharlatan, der daherkommt und versucht,
Ihnen ein Quacksalberprodukt zu verkaufen.
Ich denke, dass einige der Probiotika, wenn man sagt, was genau sich darin befindet
und besonders wenn sie Lactobacillus oder wenn sie Bifidobacterium enthalten, wahrscheinlich tatsächlich gesundheitsfördernd sind.
Doch ich glaube ebenso, dass es zahlreiche Produkte auf dem Markt gibt, die man besser meidet.
Ich empfehle Ihnen, dass Sie – wenn Sie wirklich Probiotika verwenden wollen – unbedingt Joghurt essen sollten.
Joghurt ist sehr gesund, nur schmeckt er nicht.
(Gelächter).
FRAGE. Sie sprachen über die Koevolution der Bakterien und des Menschen.
Im Fall von Helicobacter pylori, sagten Sie, seien die meisten Menschen in den Entwicklungsländern mit diesen Bakterien infiziert.
Es kommt jedoch bei den meisten Menschen nicht zum Ausbruch einer Krankheit.
Was meinen Sie: Handelt es sich dabei um einen Krankheitserreger ober um einen Symbionten?
RICHARD ROBERTS. Okay, die Frage richtet sich auf Helicobacter pylori und die Tatsache,
dass die meisten Menschen in den Entwicklungsländern mit Helicobacter pylori infiziert sind.
Die meisten dieser Infektionen sind relativ unterschwellig.
Man hat also den Organismus, doch keine damit zusammenhängenden ernsthaften Krankheitssymptome.
Wir wissen nicht wirklich, warum man plötzlich eine mit Helicobacter zusammenhängende Krankheit bekommt.
In der westlichen Welt mag es einen Zusammenhang mit der Ernährung oder mit anderen Organismen geben, die hinzukommen.
In den Entwicklungsländern sind die Fälle von durch Helicobacter verursachten Magenkrebs sehr selten,
obwohl es von Zeit zu Zeit einige Fälle gibt.
Anderswo ist die Häufigkeit wesentlich größer.
Ich denke jedoch, dass das wirkliche Problem darin besteht, dass das ganze Mikrobiom,
der Satz an Mikroben, der in einer Population lebt, sich ändert, wenn man von einer Population zu einer anderen geht.
Daher muss man also nicht nur an Helicobacter pylori denken,
sondern auch an alle anderen Organismen, die man typischerweise findet.
Und viele von ihnen sind in der westlichen Welt einfach nicht anzutreffen.
Demnach haben wir noch einen langen Weg vor uns.
Wissen Sie:
Wenn wir erkennen, dass wir die meisten der in uns lebenden Organismen nicht kennen
und dass wir nicht wissen, was sie tun, ist es sehr leicht, eine Hypothese aufzustellen und sehr viel schwieriger,
sie zu testen, weil wir es hier mit komplizierten Lebensräumen zu tun haben, in denen diese Organismen leben.
FRAGE. Meine Frage lautet:
Wie können wir dem Problem der Resistenz gegen mehrere Medikamente begegnen?
Meinen Sie, wir müssten einen universalen Angriffspunkt finden,
damit wir in Zukunft nicht mehr nach neuen Antibiotika suchen müssen?
RICHARD ROBERTS. Nun gut, ich denke, die ganze Sache bezüglich der mehrfachen Resistenz gegen Medikamente bedeutet,
dass wir neue Medikamente finden müssen, und typischerweise bedeuten neue Medikamente nicht neue Angriffspunkte,
manchmal ist das so.
Allerdings handelt es sich hierbei um unterschiedliche Klassen von Verbindungen,
die sich gegen ein bekanntes Angriffsziel richten, obwohl auf andere Weise.
Wenn sie sich beispielsweise vorstellen, dass Sie es mit einem Protein zu tun haben,
das für das Bakterium eine Schlüsselfunktion erfüllt, und dass Sie ein Medikament finden,
das an dieser Stelle eine Bindung eingeht und die Funktion des Proteins hemmt,
so wird es zu einer Aminosäurenänderung am Punkt der Wechselwirkung kommen.
Wenn Sie ein anderes Mittel finden, das das Molekül an demselben Punkt in der Sequenz trifft,
dann haben diese Mutationen keine Wirkung darauf.
Damit der Organismus dann resistent wird, muss es zu Mutationen an einer anderen Stelle kommen.
Wir wissen, dass einige der neuen Medikamente, die zur Zeit entwickelt werden, eine von den Medikamenten,
die wir als Antibiotika verwenden, sehr verschiedene Struktur haben.
In manchen Fällen, richten sie sich gegen neue Angriffspunkte.
Das Schöne an der Tatsache, dass wir im Laufe der letzten paar Jahre so viele Genomsequenzen von Bakterien analysiert haben
– wir kennen jetzt die Genome von etwa 500 Organismen, es gibt etwa 2000 oder 3000 weitere, die bald erfasst sein werden –
ist Folgendes:
Es gibt zahllose Angriffspunkte, die wir finden können.
Ich denke also, dass es keinen Mangel an guten Angriffspunkten gibt, gegen die wir uns bei Bakterien richten können,
doch es fehlt an Anstrengungen bei der Suche nach Antibiotika.
Im Allgemeinen, wissen Sie, sind die Pharmaunternehmen nicht sehr darauf bedacht nach Antibiotika zu suchen,
da sie den Nachteil haben, dass sich mit ihnen die Krankheit heilen und daher nur ein geringer Gewinn erzielen lässt.
Die Pharmaunternehmen hätten viel lieber etwas, was die Symptome erleichtert, was man für den Rest seines Lebens einnehmen muss.
Dann ergibt sich eine sehr schöne Gewinnspanne.
FRAGE. Glauben Sie, dass sich – außer der Resistenz gegen Antibiotika –
aufgrund des veränderten Verhaltens der Menschen die Pathogenität der Bakterien
oder irgendwelcher anderer Mikroben entweder entwickelt hat oder zurückgegangen ist?
RICHARD ROBERTS. Nun ja, wissen Sie, wir befinden uns in einem ständigen Kampf zwischen den Pathogenen,
die gerne in uns leben und uns Probleme bereiten möchten, und unserer Fähigkeit, uns gegen sie zu wehren.
Dies ist nicht etwas, was irgendwann einmal aufhören wird.
Diese Evolution wird weitergehen.
Es wird ständig neue Krankheitserreger geben, es wird stets erforderlich sein,
dass wir davor auf der Hut sind, dass wir Wege finden, mit ihnen fertig zu werden.
Die Bakterien haben den Vorteil, dass sie sehr viel schneller evolvieren können, als es uns möglich ist.
Wenn Sie eine Lebenszeit von 30 Minuten haben, wenn Sie sich in 30 Minuten vermehren
– wir Menschen vermehren uns in den allergünstigsten Fällen alle 14 Jahre –,
dann ist die Wahrscheinlichkeit, Mutationen zu finden, die mit Krankheiten fertig werden, im Falle von Bakterien sehr viel höher.
Glücklicherweise ist unser Immunsystem in der Lage, mit einigen dieser Dinge effektiver umzugehen,
doch diesen „Rüstungswettlauf“ zwischen dem Krankheitserreger und dem Wirtsorganismus wird es immer geben.
Er gehört einfach zu den Dingen, die eben nun einmal immer geschehen.
Zum Glück wird es immer einen Bedarf an Mikrobiologen und Chemikern geben und an Wissenschaftlern,
die auf diesem Gebiet arbeiten und neue Antibiotika und bessere Wege finden, mit Krankheiten fertig zu werden.
FRAGE. Herr Professor, meinen Sie nicht, dass einige der normalen Organismen,
die beispielsweise in der Mundhöhle leben, zu Krankheitserregern werden, wenn es zu einer Schwächung der Immunität kommt?
Warum ist dies nach Ihrer Meinung so, und wie können Antibiotika dies verhindern oder eine Rolle hierbei spielen?
RICHARD ROBERTS. Die Frage ist also eigentlich:
Wenn wir uns in einem Zustand geringerer Immunität befinden:
Erlaubt dies Krankheitserregern sozusagen „krankmachender“ zu werden?
Die Antwort hierauf lautet, dass ein Organismus pathogen wird, wenn es ihm gelingt, zu wachsen und sich stark zu vermehren.
Wenn Sie nur wenige Erreger in sich haben, führt dies in der Regel zu keinen Problemen.
Dies ist der Grund dafür, warum Sie neben jemandem sitzen können, der eine Grippe oder Tuberkulose hat:
Solange Sie keine größere Anzahl der Erreger aufnehmen, kann Ihr eigenes Immunsystem normalerweise damit fertig werden.
Es ist also normalerweise eigentlich eine Frage der Anzahl der Organismen, die entstehen.
Wenn er sich kaum vermehrt, ist er nicht pathogen und sie erleiden keine schweren Symptome.
Wenn der Organismus sich andererseits sehr stark vermehrt und nicht eingedämmt werden kann,
dann erleiden sie sämtliche Symptome seiner Pathogenität.
Und was oft geschieht ist Folgendes:
Sobald dieser kritische Punkt erreicht ist, ab dem zahlreiche Organismen vorhanden sind, vermehrt er sich sehr schnell.
Hierdurch wird dann die Fähigkeit des Körpers, durch seine eigene Abwehr der Lage Herr zu werden, beeinträchtigt.
Und dies geschieht zum Beispiel im Fall der Cholera.
Mit geringen Anzahlen von Vibrio cholerae wird der Körper fertig, doch sobald der Organismus beginnt,
sich stark zu vermehren, kommt die körpereigene Abwehr dem nicht mehr nach und kann damit nicht Schritt halten.
Unser Immunsystem ist nicht leistungsstark genug, um mit großen Mengen des Organismus fertig zu werden.
Habe nochmals vielen Dank, Richard, für dieses wunderbare Exposé.
(Applaus).