Selman Abraham Waksman

Ukrainer und Entdecker der Antibiotika

von Schlaglichter - Selman Abraham Waksman © Bild: imago images/Everett Collection

In dem 500-Seelen-Dorf Nova Pryluka südwestlich von Kiew wurde Selman Waksman 1888 geboren. Als "schwarzen Punkt" in der ukrainischen Steppe beschrieb er den Ort in seiner Biografie, im Sommer umgeben von endlos weiten Feldern, die sich im Winter zu einem Teppich von Schnee und Eis verwandelten. Die fruchtbare, schwarze Erde, die alles gedeihen ließ, Weizen, Roggen, Gerste und Hafer, faszinierte den jungen Waksman seit seiner Kindheit und führte Jahrzehnte später zu seinen Entdeckungen.

Seine Eltern waren streng gläubige Juden. Der Vater, der einfache Hütten baute, die er an Saisonarbeiter vermietete, verbrachte die Nachmittage in der Synagoge des Dorfes, wo er den Talmud und andere heilige Schriften studierte. Waksman beschrieb seinen Vater als "Märchenonkel", der sich in Interpretationen von Tradition und Religion verlor und wenig Interesse an Familie und Erziehung zeigte.

Tod der Schwester

Ganz anders seine Mutter, Fraida London, eine gebildete, belesene Frau, die, ungewöhnlich für die damaligen Zeiten, auch mehrere Sprachen beherrschte. Als der Vater zur Armee einberufen wurde, musste die Mutter den Sohn Selman und seine Schwester allein versorgen und gründete ein Handelsgeschäft für Grundnahrungsmittel wie Zucker, Mehl, Getreide und Gewürze. Das Geschäft lief gut, sie versorgte die Märkte in der Umgebung und sicherte den Alltag der Familie, bis die Tochter an Diphtherie erkrankte und starb. "Ich beobachtete hilflos, wie sie immer schwächer wurde und niemand sie retten konnte", schrieb Waksman in seiner Biografie. "Und schwor der Mutter, mein Leben der Heilung von Krankheiten zu widmen."

Doch es war ein langer Weg bis zu seinen Forschungen an der Universität Rutgers in der Nähe von New York, die die Behandlung von Infektionskrankheiten mit der Entdeckung der Wirksamkeit von Actinomyceten, jenen Mikroorganismen zwischen Pilzen und Bakterien, die das Wachstum anderer Mikroben behindern können, revolutionierten.

Mit fünf Jahren begann Waksman - wie alle Buben im Dorf - mit dem Studium im Cheder, der Religionsschule in der Synagoge, doch seine Mutter engagierte einen Privatlehrer. Er schloss das Gymnasium mit der Zulassung zur Universität ab, scheiterte jedoch wegen der begrenzten Quoten für Juden mit seiner Bewerbung. Waksman wanderte in die USA aus und arbeitete auf der Farm seines Cousins in New Jersey, wo er sich mit Mikroorganismen in den Erden der Felder beschäftigte. Während dieser Zeit interessierte er sich vor allem für die Actinomyceten, präsentierte seine Erkenntnisse den Professoren der Universität Rutgers und bekam ein Stipendium und einen Forschungsauftrag. Nach dem Master-Studium schloss er sein Doktorat an der berühmten University of California in Berkeley ab. Rutgers bot ihm eine Professur an und er gründete das Institut für Mikrobiologie des Erdreichs, lehnte die Verbindung der Abteilung mit der medizinischen Fakultät ab und gliederte es an das Institut für Agrarwissenschaft.

Erdproben und Tierkadaver

Der Erfolg kam nicht über Nacht. Jahrelang beschäftigte sich Waksman mit Erdproben, den Mikroorganismen verfaulter Lebensmittel und Tierkadaver und natürlichem Humus. Er untersuchte die Veränderungsprozesse der Natur unter dem Einfluss von Mikroben, ließ sich Bodenproben aus der ganzen Welt schicken, Tierkadaver, Kot und Urinproben, bis einige Kollegen sich bei der Universitätsdirektion über den Gestank im Gebäude beschwerten. Die unterschiedliche Fruchtbarkeit von verschiedenen Böden wollte er nicht nur den verschiedenen Spurenelementen zuordnen. Er war besessen von der Idee, dass es mikrobiologische Prozesse in den Erden gäbe, die ein Wachstum fördern oder behindern könnten. Zu Beginn seiner Studien ging es nicht um die Therapie von bakteriellen Erkrankungen, sondern um reine Grundlagenstudien über das Verhalten von Mikroben gegenüber anderen ähnlichen Spezies. Seine sensationelle Theorie, dass Mikroorganismen sich gegenseitig bekämpfen und vernichten können und dadurch einen Schutzmechanismus für Pflanzen gegen Befall von Bakterien und Pilzen in bestimmten fruchtbaren Böden bildeten, war die Grundlage der Erforschung der Antibiotika.

Selman Abraham Waksman
© imago images/stock&people

Mit dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs 1939 änderte sich die Situation. Amerikanische Soldaten starben in den Dschungeln der Tropen an Infektionen, und die US-Regierung beauftragte die Universitäten, sich mit der Erforschung von Infektionskrankheiten intensiver zu beschäftigen. Ein ehemaliger Student von Waksman, René Dubos, konnte als Erster mit einem Experiment die Theorie von Waksman auf die Infektionsbekämpfung übertragen. Er isolierte Bakterien, die krankheitserregende Bakterien im Wachstum behinderten. Es veränderte die gesamte Thematik der Behandlung von Infektionen, die sich bisher auf die Idee stützte, dass eine sterile Situation, das Verhindern von Kontakt mit bakteriellem Material vor einer Infektion schützten würde. Nun behaupteten Wissenschaftler das Gegenteil, Bakterien und andere Mikroben könnten zugeführt werden, um vor gefährlichen Bakterien zu schützen und das Wachstum von krankheitserregenden Bakterien zu verhindern.

Nebenwirkungen

Im Gegensatz zu dem Entdecker des Penicillins, Alexander Fleming, der zufällig die Wirksamkeit beobachtete, gingen Waksman und seine Kollegen von einer Theorie und Experimenten aus und versuchten in Tausenden Versuchsreihen, die mögliche Wirksamkeit von Mikroorganismen gegen gefährliche Krankheitserreger zu testen. Die erste wirksame Substanz, die gefunden wurde, war Actinomycin, ein breit wirksames Antibiotikum, das jedoch nicht weiterentwickelt wurde, da es gefährliche Nebenwirkungen zeigte.

Der Durchbruch gelang 1943 mit der Entwicklung von Streptomycin, das eine Wirksamkeit gegen Tuberkulose zeigte, die mit Penicillin nicht behandelt werden konnte. Die Effektivität der neuen Substanzen bewies das kleine Team um Waksman in einfachen Laborversuchen. Für klinische Studien hatte die Universität weder die finanziellen Mittel noch die notwendige Organisation. Waksman begab sich auf Reisen durch die USA und klapperte Universitäten und Pharma-Unternehmen ab, um Unterstützung zu bekommen, bis die berühmte Mayo Clinic einwilligte, die Substanz zu testen, und das Pharma-Unternehmen Merck die Finanzierung übernahm.

Schon die ersten breit angelegten Tierversuche zeigten sensationelle Ergebnisse. Die infizierten Tiere konnten fast alle gerettet werden. Die Universität wagte die ersten Behandlungen von Menschen, die an Tuberkulose erkrankt waren, und auch hier bewies die Substanz ihre Wirksamkeit. Merck übernahm Herstellung und Vertrieb, und Streptomycin war das erste industriell produzierte Antibiotikum. Auch der Begriff Antibiotikum geht auf Waksman zurück. Im Laufe weiterer Versuchsreihen zeigte Streptomycin auch Wirksamkeit gegen Typhus, Cholera, Harnwegsinfekte und andere Infektionen. Weitere Antibiotika wurden entwickelt, darunter Neomycin, das heute noch bei Haut- und Augeninfektionen eingesetzt wird.

Nobelpreis

1952 bekam Waksman den Nobelpreis für Medizin. Er starb am 16. August 1973. Ihm zu Ehren vergibt die National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten seit 1968 alle zwei Jahre den Selman A. Waksman Award in Microbiology.

Der Junge aus dem ukrainischen Dorf, der als Fünfjähriger barfuß in den jüdischen Cheder ging, um die Thora zu studieren, publizierte im Laufe seines Lebens über 400 wissenschaftliche Arbeiten, 28 Fachbücher und eine Autobiografie: "Mein Leben mit den Mikroben", in der er schrieb:

"Ich habe mein Leben dem Studium der Mikroben gewidmet, jener unendlich kleinen Lebewesen, die eine so wichtige Rolle im Leben der Menschen, Tiere und Pflanzen spielen, studierte ihre Strukturen und Wirkungsweisen, die den Menschen vernichten und auch retten können mit ihren destruktiven und konstruktiven Mechanismen, mit dem Ziel, jene zu finden und zu isolieren, die mit ihrer zerstörerischen Kraft gefährliche Krankheitserreger ausschalten können.“