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Synthese von Magic-Mushroom-Halluzinogen Die Magie der Pilze – in Reagenzglas und Schimmelpilz

| Redakteur: Christian Lüttmann

Seit den 1950er Jahren sind der Blauende Kahlkopf und artverwandte Pilze als Magic Mushrooms bekannt. Das von ihnen produzierte Halluzinogen ist aber nicht nur rauschbringende Droge, sondern auch ein vielversprechendes Antidepressivum, wie Studien nahelegen. Nun ist es Jenaer Forschern gelungen, die Substanz, die die Pilze magisch macht, auf zwei neuen Wegen herzustellen. So schaffen sie die Basis für potenzielle neue Therapieansätze gegen Depressionen.

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Pharmazeuten der Uni Jena erforschen Zauberpilze wie den Psilocybe cyanescens, auch Blauender Kahlkopf genannt. Dieser produziert den bewusstseinserweiternden Wirkstoff Psilocybin.
Pharmazeuten der Uni Jena erforschen Zauberpilze wie den Psilocybe cyanescens, auch Blauender Kahlkopf genannt. Dieser produziert den bewusstseinserweiternden Wirkstoff Psilocybin.
(Bild: Dirk Hoffmeister/FSU)

Jena – Lange Zeit wagte sich niemand so recht an die Erforschung von Psilocybin - dem Molekül, das den Zauberpilzen, bekannt als Magic Mushrooms, ihre Magie verleiht. Aufgrund seiner bewusstseinserweiternden, halluzinogenen Wirkung bezog es in der Wissenschaft seit den 60er Jahren eher eine Randposition.

Seit einigen Jahren floriert jedoch die Erforschung des Wirkstoffs wieder, denn klinische Studien in aller Welt belegen die lindernde Wirkung bei therapieresistenten, schweren Depressionserkrankungen. Grund genug für Prof. Dr. Dirk Hoffmeister von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, sich genauer mit der Substanz zu befassen: Erst im vergangenen Jahr deckte er mit seinen Mitarbeitern die Prozesse auf, mit denen der Pilz Psilocybin produziert.

Psilocybin-Biosynthese im Reagenzglas

Seit Hoffmeister die Biosynthese des Psilocybins in Magic Mushrooms aufgeklärt hat, forschte er intensiv weiter an dem Thema. Nun präsentiert er mit seinem Team zwei alternative Herstellungsmöglichkeiten für das medizinisch interessante Halluzinogen.

„Zum einen ist es uns gelungen, Psilocybin im Reagenzglas biokatalytisch zu produzieren“, erklärt Hoffmeister. „Durch die Einbindung eines Derivats der Aminosäure Tryptophan zu Beginn der ablaufenden chemischen Reaktionen konnten wir die Synthese deutlich verbessern. Dabei haben wir in vitro die gleichen Enzyme genutzt, die der Pilz auch natürlicherweise verwendet.“ Das Verfahren sei sowohl kostengünstig als auch einfach in der Umsetzung ist, wie Hoffmeister und seine Fachkollegen sagen.

Gentransfer lässt Schimmel zaubern

Gemeinsam mit der Nachwuchsgruppe von Dr. Vito Valiante vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut hat der Jenaer Mikrobiologe darüber hinaus einen anderen Weg beschritten: „Wir haben vier Gene aus dem Pilz Psilocybe cubensis, also einem Magic Mushroom, extrahiert und in den Schimmelpilz Aspergillus nidulans verpflanzt, der wissenschaftlich bereits sehr gut untersucht und gentechnisch leicht handhabbar ist. Dann haben wir überprüft, ob er beginnt, den Wirkstoff ebenfalls herzustellen.“

Von der Produktivität des „Zauberschimmels“ waren selbst die Wissenschaftler überrascht: „Die Ausbeuten sind erfreulich hoch. Ein Vorteil des Verfahrens ist dadurch die gute Skalierbarkeit, auch wenn wir für die Zukunft an große Mengen denken.“ Mit den beiden Syntheserouten haben die Forscher den Weg für einen potenziellen Einsatz von Psilocybin gegen Depressionen geebnet.

Originalpublikationen:

Felix Blei et al.: Biocatalytic Production of Psilocybin and Derivatives in Tryptophan Synthase-Enhanced Reactions. Chemistry - A European Journal, 2018; DOI: 10.1002/chem.201801047

Sandra Hoefgen et al.: Facile assembly and fluorescence-based screening method for heterologous expression of biosynthetic pathways in fungi. Metabolic Engineering, Volume 48, July 2018, Pages 44-51; DOI: 10.1016/j.ymben.2018.05.014

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