Gift als Immun-Cocktail

Im Gift von Rossameisen, Waldameisen und Co. steckt mehr als bislang angenommen: Ein Forscherteam der Freien Universität Berlin und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg hat erstmals nachgewiesen, dass das säurehaltige Sprühgift dieser Ameisen ein komplexer Cocktail aus Peptiden (kleinen Eiweißen) und weiteren bioaktiven Substanzen ist. Diese schützen die Nester vor Krankheitserregern. Die Entdeckung der neuen Peptide hat Bedeutung für die medizinische Wirkstoffforschung und eröffnet neue Perspektiven auf die Immunabwehr und den Umgang mit Mikroben in sozialen Insektengemeinschaften. Die Studie ist im Fachmagazin Science Advances erschienen.

Für die Studie arbeiteten die Forschenden mit Kolleginnen und Kollegen aus Tübingen, Münster, Leipzig, Frankfurt am Main und Cambridge zusammen. Aus dem Exzellenzcluster waren Co-Sprecherin Heike Brötz-Oesterhelt und ihre Doktorandin Elisa Liebhart beteiligt.

Ameisengift ist komplexer als bisher angenommen

Das Gift von Schuppenameisen, zu denen auch die Waldameisen gehören, galt bislang als vergleichsweise einfach zusammengesetzt: Ameisensäure wurde seit ihrer Entdeckung im 17. Jahrhundert als zentraler und nahezu alleiniger Inhaltsstoff dieser Ameisengifte betrachtet. „Wir sind in unserem Projekt einer jahrzehntealten und weitgehend unbeachteten Publikation nachgegangen, in der erwähnt wurde, dass diese Gifte vielleicht auch eiweißartige Stoffe enthalten“, sagt der Projektleiter und Professor für Pharmazeutische Biologie am Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin, Timo Niedermeyer, der an der Universität Tübingen Nachwuchsgruppenleiter im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) war. Er ergänzt: „Wir haben nun zwei völlig neue Peptid-Familien in den Giften von Schuppenameisen nachgewiesen. Diese Peptide sind einzigartig in diesen Ameisen, kommen dort aber weit verbreitet vor. Ihr Gift ist wesentlich komplexer als bisher angenommen.“

Ameisengift schützt Brut vor Pilzerkrankungen

Die im Gift identifizierten Peptide leisten offenbar einen Beitrag zur Nesthygiene: So schmieren die Ameisen ihre Brut mit ihrem Gift ein – die Peptide bleiben nach dem Verdunsten der Ameisensäure auf den Puppen zurück und wirken dort Infektionen entgegen. „Einige der Peptide zeigen eine ausgeprägte Wirkung gegen Pilze. Das ist interessant vor dem Hintergrund einer Bedrohung sozialer Gemeinschaften durch Umweltmikroben und Krankheitserreger sowie zunehmender Resistenzen dieser Mikroben gegen antimikrobielle Wirkstoffe“, betont Dr. Simon Tragust, Projektleiter am Institut für Biologie der Universität Halle.

Die Forschungsergebnisse untermauern, dass das Gift von Schuppenameisen vielfältige Funktionen erfüllt. Die Ameisen verwenden es nicht nur zur Verteidigung, sondern auch zur Desinfektion, zur Steuerung ihrer Darmflora und zur Kommunikation mit Artgenossen.

Prof. Heike Brötz-Oesterhelt ordnet die Ergebnisse ein: „Die Studie zeigt eindrucksvoll, wie viel Wirkstoffpotenzial in bislang unterschätzten natürlichen Systemen steckt. Sie ist ein Paradebeispiel für potente, selektive Wirkung unter Naturstoffen. Trotz ihrer starken Toxizität gegen verschiedene Pilze wiesen die zwölf von uns getesteten Ameisenpeptide keine nennenswerte antibakterielle Wirkung gegen die vier verschiedenen getesteten Bakterienarten auf.“ Die Arbeitsgruppe von Prof. Brötz-Oesterhelt an der Universität Tübingen erforscht neue antibakterielle Wirkstoffe und ihre Wirkmechanismen, besonders mit Blick auf multiresistente Krankheitserreger und wurde wegen dieser antibakteriellen Expertise zum Projektteam hinzugezogen.

Internationale Spitzenforschung

Für ihre Arbeit kombinierten die Forschenden Methoden aus Biologie, Chemie und Pharmazie. Mithilfe moderner Proteotranskriptomik wurden Protein- und RNA-Daten zusammengeführt, um die im Gift enthaltenen Peptide und ihre Gensequenzen zu identifizieren. Ergänzend kamen chemische Analysen, synthetische Verfahren und funktionelle Bioaktivitätsassays zum Einsatz. Weitere Einblicke in Struktur und Evolution der Giftbestandteile lieferten biophysikalische Experimente, Genomanalysen sowie computergestützte Modellierungen.

Durch die interdisziplinäre Herangehensweise und die Untersuchung der Giftsekrete mehrerer Ameisenkolonien verschiedener Ameisenarten zählt die Arbeit zu den bisher umfassendsten vergleichenden Analysen von Ameisengiften.

(Quelle: Pressemitteilung der Freien Universität Berlin und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.)

Originalpublikation: Koch L, Andreotti S, Schubert M, Liebhart E, Zürbig AM, Gatzki J, Hempel BF, Kollhoff L, Feldmeyer B, Herzberg M, Rebhahn VIC, Win NN, LeBoeuf AC, Meleshin M, Herrmann F, Schwieger C, Brötz-Oesterhelt H, Sinz A, Schutkowski M, Niedermeyer THJ, Tragust S. (2026) Beyond formic acid: Peptides in carpenter ant venoms aid in disease protection. Sci Adv. 12(20):eaed4078. doi: 10.1126/sciadv.aed4078.