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Die Einsatzmöglichkeiten für Bakterien-Patrouillen sind aber noch vielfältiger. Chang plant bereits Bakterien, die Nahrungsbausteine im Darm in Anti-Krebsmittel verwandeln. Michael Fischbach von der University of California in San Francisco wiederum tunt die Fähigkeit von Mikroben, um Botenstoffe herzustellen, die unsere Stimmung oder unser Verhalten steuern. "Wir wollen die natürlichen Fähigkeiten der Bakterien um mehrere Größenordnungen übertreffen", sagt Fischbach. Dazu muss allerdings bekannt sein, welche Bakterien am besten geeignet für die jeweilige Aufgabe sind. Chang und Collins setzen auf E.coli, weil es als Arbeitspferd der Molekularbiologie gut erforscht ist und viele Werkzeuge für seine genetische Manipulation existieren. Justin Sonnenburg von der kalifornischen Stanford University hält das Bakterium dagegen für schlecht geeignet, weil es im Darm im Vergleich zu anderen Bakterien in der Minderzahl ist.

Er und sein Team arbeiten daher mit Mikroben der Gattung Bacteroides, die in der westlichen Welt 30 bis 50 Prozent der Darmbewohner ausmachen. Allerdings ist es äußerst kompliziert, gut erforschte Schaltkreise wie in E.coli an andere Organismen anzupassen. Die Wissenschaftler mussten ganz von vorn anfangen. Aber ist es wirklich eine gute Idee, neue, synthetisch verbesserte Organismen im menschlichen Darm anzusiedeln? Schließlich sind noch viele Fragen offen: Wie etwa unterscheidet man zwischen gesunden und ungesunden Bakteriengemeinschaften? Und wie beeinflussen sich die verschiedenen Mikroben gegenseitig? Bislang ist es schwer vorherzusehen, ob die neuen Bakterien sich problemlos eingliedern oder selbst zum Problem werden.

Deshalb plädiert Synlogic-Mitgründer Collins für eine zeitlich begrenzte Verabreichung der smarten Mikroben, obwohl er chronische Krankheiten bekämpfen will, die eigentlich dauerhaft therapiert werden müssten. Man solle sie täglich neu geben müssen. "Wir wollen schließlich die Erkrankungen nicht verschlimmern", sagt er. Fischbach dagegen hält genau das Gegenteil für sinnvoll. Bei der chronischen Darmentzündung Morbus Crohn müssten die Bakterien die Möglichkeit haben, längerfristig einen Platz im Darm einnehmen zu können. "Es ist wie ein Münzwurf, ob die neue Gemeinschaft besser oder schlechter sein wird als die zuvor", gibt der Forscher zu. "Aber das wäre es mir wert, wenn ich wüsste, dass es mir nutzen könnte."

Um die Bedenken zu zerstreuen, werden die Bioingenieure Sicherheitsfunktionen einbauen müssen. Das Mindeste ist, Stämme zu verwenden, die keine offensichtlich krank machenden Gene besitzen, oder solche, die Antibiotika-Resistenzen auslösen. Zudem sollte im Problemfall ein Abbruch der Therapie möglich sein. Dazu wären Notausschalter wichtig, die auf bestimmte Reize reagieren und eine Art Selbstzerstörungsmechanismus bei den Bakterien auslösen. Oder es ließe sich programmieren, dass die Mikroben von bestimmten Nährstoffen abhängig sind, ohne die sie zugrunde gehen.

Pamela Silver von der Harvard Medical School setzt auf eine noch ambitioniertere Strategie: Sie plant, bis zu fünf Bakterienstämme so zu verändern, dass sie nur im Team arbeiten können. "Dadurch lassen sie sich hervorragend kontrollieren, was viel besser ist, als nur einen Notausschalter einzubauen", sagt die Forscherin. "Wenn die Bakterien voneinander abhängig sind, werden sie vom Körper schnell entfernt, sobald eine Fraktion mutiert oder stirbt."

Solche Maßnahmen werden entscheidend für die Zulassung sein. Die Behörden müssen dabei nicht nur die Patienten vor Schaden schützen, sondern auch die Umwelt. Wissenschaftler werden auch belegen müssen, dass die Bakterien beherrschbar sind, nachdem sie den Körper verlassen haben. Denn dann können sie zum Beispiel in die Wasserversorgung gelangen und möglicherweise Gesunde gefährden. Bernat Olle vom Bostoner Start-up Vedanta Biosciences bringt es auf den Punkt: "Wir werden beweisen müssen, dass die Keimkiller jederzeit selbst gekillt werden können." (bsc)