Dass Inhaltsstoffe von Meeresalgen pharmazeutisch genutzt werden oder auch in der Kosmetikindustrie in Cremes und Lotionen Anwendung finden, ist mittlerweile ein alter Hut. Weit weniger bekannt ist hingegen, dass Algen auch fern von Meer und Wasser, nämlich in alpinen und hochalpinen Böden, vorkommen können. Gleich ihren marinen Verwandten enthalten auch diese Arten pharmakologisch interessante Wirkstoffe. Die Biotechnologin Bettina Rainer vom Management Center Innsbruck (MCI) widmet sich im Rahmen ihrer Doktorarbeit der Erforschung diesen Algen aus den Tiroler und Schweizer Alpen.

"Irgendwann war es für die Vorfahren der Bodenalgen, die auch als Landgänger bezeichnet werden, wohl vorteilhaft, das Wasser zu verlassen", sagt Rainer. Heute sind an die hundert Arten von Algen bekannt, die sowohl im als auch auf dem Boden leben können. Durch spezielle Schutzmechanismen können die Algen extremste Bedingungen wie Kälte, Trockenheit und UV Strahlung ertragen. Ein Teil dieser Anpassungen resultiert in der Ausbildung von speziellen Stoffwechselprodukten, die auch für uns Menschen interessant sind. Dazu gehören antibiotisch, antioxidativ oder auch entzündungshemmend wirksame Substanzklassen, die in der Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden, sowie Carotinoide, die in der Nahrungsmittelindustrie Verwendung finden.

Im Dunklen wachsende Algen

Eine große Herausforderung ist laut Rainer die Kultivierung der Algen, da viele langsam wachsen und oft besondere Kultivierungsbedingungen verlangen. Manche Algen würden – äußerst ungewöhnlich für Pflanzen – sogar im Dunkeln wachsen, da sie in der Lage sind, gewisse Zucker zu verwerten. Hier macht sich bemerkbar, dass es weltweit erst sehr wenig Daten über Bodenalgen gibt – für jede Art müssen die optimalen Wachstumsbedingungen erst in langwierigen Experimenten erarbeitet werden. Gelingt diese Wachstumsoptimierung, kann genug Algenbiomasse generiert werden, aus der in weiteren Arbeitsschritten Wirkstoffe identifiziert und extrahiert werden können.

Die Techniken, die dabei zum Einsatz kommen, reichen von Dünnschichtchromatografie über standardisierte Bioaktivitätsassays bis zu Kernspinresonanzspektroskopie. Bei der Suche nach Wirkstoffen lässt sich Rainer auch von anderen Pflanzen inspirieren: "Wenn eine Substanzklasse in manchen Pflanzen eine bestimmte Wirkung hat, dann ist es gut möglich, dass das auch bei Algen der Fall ist." Speziell bei Bodenalgen werden aber öfter auch völlig neue Substanzen entdeckt, die erst genauer aufgeschlüsselt werden müssen.

Die Fragen, warum und wie etwas wirkt, haben die 31-jährige gebürtige Pinzgauerin schon während ihres früheren Berufs als pharmazeutisch-kaufmännische Assistentin interessiert und schließlich dazu bewogen, den gelernten Beruf an den Nagel zu hängen und Biotechnologie zu studieren. "Gerade das 'Nichtgreifbare' hat schon immer einen großen Reiz für mich gehabt." Ihre Zukunft sieht sie auch nach Abschluss ihrer Dissertation im Bereich Forschung und Entwicklung, aber auch in der Lehre: "Der Kontakt mit jungen motivierten Leuten macht mir Spaß, und ich bin froh, in einem Institut zu arbeiten, in dem Forschung und Lehre gut kombiniert werden können." (Renate Degen, 9.12.2015)