1697, Ambon, Gewürzinseln. Ein alter Mann sitzt unter dem Vordach eines kleinen Hauses im holländischen Stil, lauscht den Rufen der Vögel und dem ständigen Regen auf dem üppigen Blätterdach des Waldes. Der Geruch des Regens mischt sich mit dem Duft zahlloser tropischer Blüten. Georg Eberhard Rumpf, gebürtiger Deutscher und Angestellter der Holländisch-Ostindischen Kompanie, lebt seit mehr als vier Jahrzehnten auf der kleinen Insel Ambon inmitten des Molukken-Archipels.

Georgius Everhardus Rumphius, wie er sich der Mode seiner Zeit entsprechend nennt, kennt die Pflanzenwelt in der Umgebung wie kaum ein anderer. Schätzungsweise 40 000 Arten, das ist etwa ein Zehntel aller weltweit vorkommenden Pflanzen, findet man in diesem Teil Indonesiens. Mehr als 1300 davon hat Rumpf beschrieben und ihre medizinische Wirkung dokumentiert. Sein Lebenswerk, das „Ambonesische Kräuterbuch”, ist gerade zusammen mit Gewürznelken, Muskat- und Kokosnüssen auf einer ungewissen Schiffsreise nach Amsterdam.

Glücklicherweise erreichen die fast 2000 Seiten Europa wohlbehalten. Nach Rumpfs Tod gerät das Ambonesische Kräuterbuch jedoch rasch in Vergessenheit und ist bis heute weitgehend unbekannt. Ein Schicksal, dass das siebenbändige Mammut-Werk mit Hunderten historischer Botanik-Texte teilt.

„Wissenschaftlich sind diese Bücher von unschätzbarem Wert”, sagt Eric Buenz. Der Botaniker vom Mayo Clinic College of Medicine in Rochester, Minnesota, stieß 300 Jahre nach Rumpfs Tod zufällig auf dessen Werk, als er während einer Forschungsreise einen Vortrag über historische Herbarien hörte. „Rumpf war bis dahin unter Fachleuten zwar ein Begriff. Doch vor allem als Urheber zahlreicher detailgetreuer Zeichnungen der indonesischen Flora”, so Buenz. Dass nun auch der Text des Ambonesischen Kräuterbuchs wieder entdeckt wird, ist Eric M. Beekman, Professor für Germanische Sprachen an der University of Massachusetts, zu verdanken. Er hat sich daran gewagt, das im Niederländisch des 17. Jahrhunderts geschriebene Werk ins Englische zu übersetzen. Bisher gab es lediglich eine Übersetzung ins Lateinische.

Gedacht als medizinisches Vademecum für Europäer im indonesischen Dschungel, enthält das Ambonesische Kräuterbuch das nahezu vollständige Wissen der Einheimischen über Heilpflanzen. Viele dieser Pflanzen sind heute als Lieferanten für Arzneistoffe bestens bekannt. Für Buenz lag der Schluss nahe: In Texten wie Rumpfs Kräuterbuch lassen sich auch bisher unbekannte Wirkstoffe für die Pharmaindustrie ausfindig machen.

Doch was gibt es zwischen verstaubten Buchdeckeln zu finden, was die moderne Arzneimittelforschung nicht bereits wüsste? Fest steht: Aus den Pipelines der Pharmaindustrie tröpfelt es nur, statt zu sprudeln. Trotz steigender Investitionen in Forschung und Entwicklung nimmt die Zahl neu zugelassener Arzneimittel seit Jahren stetig ab. Wurden in Europa zwischen 1989 und 1993 noch knapp 100 neue Präparate zugelassen, so waren es zehn Jahre später bereits ein Drittel weniger. Dabei ist der Bedarf an neuen Medikamenten weltweit denkbar hoch. Von den geschätzten 30 000 menschlichen Krankheiten hat die Medizin heute noch nicht einmal für die Hälfte ein Mittel parat.

Die Ursachen dafür sind vielschichtig. „Innovative Arzneimittel zu entwickeln, birgt ein hohes unternehmerisches Risiko”, sagt Rainer Metternich, Leiter der europäischen Forschungsabteilung des Pharmakonzerns Schering. „Im Schnitt dauert es zehn bis zwölf Jahre, bis ein neues Medikament die Marktreife erlangt.” Nach Wirksamkeitstests im Reagenzglas und dem Nachweis der Unbedenklichkeit im Tierversuch, müssen die Wirkstoffkandidaten umfassende klinische Prüfungen an Patienten durchlaufen. Für die meisten von ihnen kommt dabei das Aus. Nur etwa jede 10 000. Substanz schafft es bis in die Apotheke.

Diese hohe Ausfallrate kommt die Unternehmen teuer zu stehen. Einer Untersuchung von Wissenschaftlern der Tufts University in Boston zufolge verschlingt die Einführung eines neuen Arzneimittels im Schnitt etwa 800 Millionen US-Dollar.

In den Neunzigerjahren hielten Syntheseroboter Einzug in die Labors der Pharmafirmen und produzierten Millionen chemischer Substanzen mehr oder weniger nach dem Zufallsprinzip. Mit computergesteuertem „Hochdurchsatz-Screening” lassen sich in solchen Moleküllagern potenzielle Wirkstoffe ausfindig machen. Gesucht werden dabei Stoffe, die möglichst genau an bestimmte Moleküle aus dem menschlichen Körper passen, die so genannten Drug Targets (englisch für „Zielobjekte für Medikamente”). Solche Drug Targets können zum Beispiel Biomoleküle sein, die den Blutdruck erhöhen oder Krebszellen zum Wachsen anregen.

Die Idee hinter dem Zufallsprinzip ist: Hat man ausreichend viele Testsubstanzen, dann lässt sich mit großer Wahrscheinlichkeit für jedes Drug Target ein passender Wirkstoff finden. „Das brachte die Pharmaindustrie dazu, eine euphorische Rechnung aufzustellen”, erinnert sich Herbert Waldmann, Direktor des Max-Planck-Instituts für Molekulare Physiologie in Dortmund. Aus wenig mehr als einer Million synthetisierter Substanzen, so die Kalkulation, ließen sich drei bis vier marktfähige Wirkstoffe herausfiltern. „Ein voreiliger Schluss, wie man heute weiß”, sagt der Chemiker Waldmann. „Denn man braucht nicht nur eine ausreichend große Zahl, sondern eben auch die richtigen Substanzen.”

Als medizinisch wirksam erwiesen sich vor allem Moleküle, die nach dem Vorbild von Naturstoffen aufgebaut sind. Bei synthetischen Molekülen, die häufig nur nach dem Prinzip der chemischen Machbarkeit entstehen, ist die Trefferquote deutlich geringer. Immer wieder mussten die Pharmaforscher feststellen, dass ihre Substanzen im Reagenzglas vielversprechende Effekte zeigten, aber im Tierversuch oder bei einer Anwendung im Menschen wirkungslos waren. Der Grund ist einfach: Naturstoffe sind das Ergebnis einer langen Evolution. Sie sind darauf optimiert, mit den Biomolekülen des Organismus zu interagieren.

Deshalb richtet sich das Augenmerk bei der Wirkstoffsuche inzwischen verstärkt auf Naturstoffe. Neben Bakterien und Pilzen bieten Pflanzen, vor allem die üppige Vegetation der tropischen Regenwälder, einen immensen Reichtum an möglichen Wirkstoffen. Schon jetzt haben mehr als Hundert der gängigen Arzneimittel ihren Ursprung in Pflanzen. Bei Medikamenten gegen Krebs trifft das sogar auf die Hälfte aller Präparate zu. Einige der weltweit umsatzstärksten Medikamente gehen auf pflanzliche Wirkstoffe zurück. Dazu gehören das Schmerzmittel Aspirin und mehrere Krebsmedikamente, zum Beispiel Taxol.

Für Eric Buenz und sein Forscherteam sind Werke wie das Ambonesische Kräuterbuch deshalb wichtige Fundgruben für Ideen, in denen sich die Suche nach Wirkstoffen besonders lohnt. „Zu wissen, dass sich diese Pflanzen bereits in der Praxis bewährt haben, ist ein großer Vorteil”, sagt Buenz

Auch Rainer Metternich von Schering ist davon überzeugt, dass Naturstoffe bei der Arzneimittelentwicklung künftig eine zentrale Rolle spielen werden. Auch wenn die meisten Wirkstoffkandidaten weiterhin synthetisch hergestellt werden, dienen seiner Meinung nach in Zukunft Naturstoffe vermehrt als Ausgangspunkte für die Synthese neuer Substanzen.

Im Modellversuch lässt sich auf diese Weise die Ausbeute an wirksamen Verbindungen deutlich erhöhen. Das haben Herbert Waldmann und seine Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Molekulare Physiologie gezeigt: Sie stellen dort „ Substanzbibliotheken” her, die ausschließlich auf Strukturen von Naturstoffen beruhen. Diese Synthesen sind zwar verhältnismäßig aufwendig, und die Zahl der entstehenden Stoffe ist im Vergleich zu der bei herkömmlichen Methoden gering. Statt einiger Hunderttausend umfassen diese auf Naturstoffen beruhenden Bibliotheken meist nur wenige Hundert Substanzen. Dafür liefert das Verfahren aber erstaunlich hohe Trefferquoten bei der Suche nach neuen Wirkstoffkandidaten.

So haben die Dortmunder Chemiker den Zellteilungs-Hemmstoff Dysidiolid aus dem karibischen Meeresschwamm Dysidea etheria als Vorlage benutzt und Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur synthetisiert. Der Naturstoff Dysidiolid deaktiviert ein Körpereiweiß mit dem Namen „Cdc25A-Phosphatase”. Es reguliert die Teilung von Körperzellen und ist deshalb ein lohnendes Drug Target für potenzielle Anti-Tumor-Medikamente. Waldmann und seine Kollegen haben Dysidiolid auf verschiedenste Weise chemisch verändert und so 147 Substanzen erhalten. Die Forscher testeten diese Moleküle auf ihre Fähigkeit, die Cdc25A-Phosphatase zu blockieren. Sie fanden rasch fünf neue Wirkstoffkandidaten, die nicht nur die Phosphatase lahmlegen, sondern bereits in weitaus geringeren Dosen wirksam sind als Dysidiolid.

Eric Buenz und sein Team haben inzwischen den ersten Band von Rumpfs Werk durchforstet und mit pharmakologischen Datenbanken abgeglichen. Auf diese Weise haben sie neun Heilpflanzen aufgespürt, deren medizinische Wirkungen heute völlig unbekannt sind. So sollen die Blätter des asiatischen Baums Dracontomelum sylvestre gegen Harnwegsinfektionen helfen und das Mark der Sagopalme (Metroxylon sagu) die Wundheilung fördern. Zurzeit untersuchen Buenz und seine Kollegen die Pflanzenextrakte auf ihre Wirksamkeit. ■

Ute Schönfelder ist pro- movierte Biochemikerin und arbeitet als freie Wissenschaftsjournalistin in Jena.

Ute Schönfelder