Der Stoff, mit dem Thomas Backhaus blinde Passagiere von Schiffsrümpfen fernhalten will, ist eigentlich ein Schlafmittel. Medetomidin wird schon lange in Zoos oder beim Tierarzt eingesetzt, um Säugetiere lahm zu legen. Dass diese Substanz auch Schiffsrümpfe sauber hält, war für den aus Deutschland stammenden Forscher unerwartet.
"Eigentlich war das ein Zufallsfund, der bei einem Screening entdeckt wurde, dass der Stoff eben auch auf Seepocken wirkt und der wirkt sehr spezifisch auf Seepocken. Und zwar ist es da so, dass er Seepocken nicht schlafen legt, obwohl sondern ganz im Gegenteil dazu führt, dass die Larven der Seepocken anfangen, hyperaktiv zu werden. Die fangen an, sehr schnell zu schwimmen und mehr oder weniger hektisch zu werden. Dass heißt, die siedeln nicht mehr in der Nähe des Stoffes."
Seit 2003 untersucht das Göteborger Forschungsprojekt "Marine Paint" umweltschonende Alternativen zu konventionellen Schiffsanstrichen, die den Wirkstoff Tributylzinnhydrid enthalten. Diese Substanz hält den Bewuchs zwar sehr effektiv von Schiffsrümpfen fern. Doch sie ist hochgiftig und daher seit 2008 verboten. In Freilandsexperimenten konnten die Göteborger Forscher zeigen, dass das Schlafmittel Medetomidin schon in geringen Konzentrationen gegen Seepocken wirkt. Andere Meeresbewohner, wie Fische oder Schnecken, lassen sich von dieser Substanz aber erst bei sehr hohen Konzentrationen aus der Ruhe bringen.
"Das ist der Vor- und Nachteil dieses Stoffes. Der Vorteil ist: Man weiß genau, was man erreicht. Der Nachteil ist: Allein in einer Farbe hilft einem das nicht weiter. Dann hat man einen sehr interessanten Schiffsrumpf hinterher, der ist dann eben nicht mehr von Seepocken befallen, aber von größeren Algen beispielsweise. Das heißt man muss den Stoff kombinieren mit anderen Stoffen, damit man eine Farbe bekommt, die tatsächlich gegen alle Organismen, die so eine Lebensgemeintschaft, den Gesamtbewuchs ausmachen, wirksam ist."
Thomas Backhaus und seine Kollegen kombinieren Medetomidin deshalb mit Substanzen, die auch die anderen festsitzenden Meeresbewohner von Schiffsrümpfen vertreiben. Dieser chemische Cocktail soll dann in einem Schiffsanstrich vereint werden. Ein weiteres Problem ist, dass die abschreckende Wirkung von konventionellen Schiffsanstrichen schon nach wenigen Wochen deutlich nachlässt. Daher werden die Substanzen am Anfang in sehr hohen Konzentrationen aufgetragen. Die Forscher haben diese auch Biozide genannten Wirkstoffe deshalb in Mikrokapseln verpackt. So können sie besser dosiert und sparsamer eingesetzt werden.
"Was wir gemacht haben ist einfach: Wir haben einen Mechanismus eingebaut, der die Biozide besser in dem Farbpolymer zurückhält, so dass am Anfang die Austrittsgeschwindigkeit nicht mehr so schnell ist. Das wird gemacht über kleine Plexiglaskapseln, die werden mit Bioziden beladen und sind als kleine Kügelchen in der Farbe drin mikroskopisch klein und aus Kügelchen tritt Farbe sehr viel langsamer und gleichmäßig aus, als sie es direkt aus der Farbe tun würde."
Parallel dazu untersuchen Thomas Backhaus und seine Kollegen aber auch den molekularen Wirkmechanismus von Medetomidin. Die Forscher hoffen, auf diesem Weg weitere Substanzen entwickeln zu können, die Seepocken und Co. von Schiffsrümpfen fernhalten.
"Wir wissen, an welchen Rezeptor das andockt und wir wissen, wie dann die Signalkaskade innerhalb der Seepocken weitergeht. Und das eröffnet uns dann die Möglichkeit, neue Komponenten zu entwickeln. Wir können diese Leitsubstanz, die wir haben, auch weiterentwickeln und dann Eigenschaften optimieren wie Abbaubarkeit oder vielleicht gibt es eng verwandte Stoffe, die einfacher zu synthetisieren sind aber die gleiche biologische Wirksamkeit haben. Also das eröffnet Möglichkeiten, sich diese Stoffgruppe noch weiter genauer anzugucken."
"Eigentlich war das ein Zufallsfund, der bei einem Screening entdeckt wurde, dass der Stoff eben auch auf Seepocken wirkt und der wirkt sehr spezifisch auf Seepocken. Und zwar ist es da so, dass er Seepocken nicht schlafen legt, obwohl sondern ganz im Gegenteil dazu führt, dass die Larven der Seepocken anfangen, hyperaktiv zu werden. Die fangen an, sehr schnell zu schwimmen und mehr oder weniger hektisch zu werden. Dass heißt, die siedeln nicht mehr in der Nähe des Stoffes."
Seit 2003 untersucht das Göteborger Forschungsprojekt "Marine Paint" umweltschonende Alternativen zu konventionellen Schiffsanstrichen, die den Wirkstoff Tributylzinnhydrid enthalten. Diese Substanz hält den Bewuchs zwar sehr effektiv von Schiffsrümpfen fern. Doch sie ist hochgiftig und daher seit 2008 verboten. In Freilandsexperimenten konnten die Göteborger Forscher zeigen, dass das Schlafmittel Medetomidin schon in geringen Konzentrationen gegen Seepocken wirkt. Andere Meeresbewohner, wie Fische oder Schnecken, lassen sich von dieser Substanz aber erst bei sehr hohen Konzentrationen aus der Ruhe bringen.
"Das ist der Vor- und Nachteil dieses Stoffes. Der Vorteil ist: Man weiß genau, was man erreicht. Der Nachteil ist: Allein in einer Farbe hilft einem das nicht weiter. Dann hat man einen sehr interessanten Schiffsrumpf hinterher, der ist dann eben nicht mehr von Seepocken befallen, aber von größeren Algen beispielsweise. Das heißt man muss den Stoff kombinieren mit anderen Stoffen, damit man eine Farbe bekommt, die tatsächlich gegen alle Organismen, die so eine Lebensgemeintschaft, den Gesamtbewuchs ausmachen, wirksam ist."
Thomas Backhaus und seine Kollegen kombinieren Medetomidin deshalb mit Substanzen, die auch die anderen festsitzenden Meeresbewohner von Schiffsrümpfen vertreiben. Dieser chemische Cocktail soll dann in einem Schiffsanstrich vereint werden. Ein weiteres Problem ist, dass die abschreckende Wirkung von konventionellen Schiffsanstrichen schon nach wenigen Wochen deutlich nachlässt. Daher werden die Substanzen am Anfang in sehr hohen Konzentrationen aufgetragen. Die Forscher haben diese auch Biozide genannten Wirkstoffe deshalb in Mikrokapseln verpackt. So können sie besser dosiert und sparsamer eingesetzt werden.
"Was wir gemacht haben ist einfach: Wir haben einen Mechanismus eingebaut, der die Biozide besser in dem Farbpolymer zurückhält, so dass am Anfang die Austrittsgeschwindigkeit nicht mehr so schnell ist. Das wird gemacht über kleine Plexiglaskapseln, die werden mit Bioziden beladen und sind als kleine Kügelchen in der Farbe drin mikroskopisch klein und aus Kügelchen tritt Farbe sehr viel langsamer und gleichmäßig aus, als sie es direkt aus der Farbe tun würde."
Parallel dazu untersuchen Thomas Backhaus und seine Kollegen aber auch den molekularen Wirkmechanismus von Medetomidin. Die Forscher hoffen, auf diesem Weg weitere Substanzen entwickeln zu können, die Seepocken und Co. von Schiffsrümpfen fernhalten.
"Wir wissen, an welchen Rezeptor das andockt und wir wissen, wie dann die Signalkaskade innerhalb der Seepocken weitergeht. Und das eröffnet uns dann die Möglichkeit, neue Komponenten zu entwickeln. Wir können diese Leitsubstanz, die wir haben, auch weiterentwickeln und dann Eigenschaften optimieren wie Abbaubarkeit oder vielleicht gibt es eng verwandte Stoffe, die einfacher zu synthetisieren sind aber die gleiche biologische Wirksamkeit haben. Also das eröffnet Möglichkeiten, sich diese Stoffgruppe noch weiter genauer anzugucken."