Forscher haben eine neue Substanz entdeckt, die ein ausgeklügeltes Wirkprinzip hat.
Die viel zitierte Wunderwaffe Antibiotikum gegen bakterielle Infektionen verfehlt ihr Ziel immer häufiger. Viele Keime sind heute resistenter denn je. Nun scheint wieder Schwung in die verfahrene Situation zu kommen. Mittels Computeranalyse hat ein internationales Forschungsteam eine neue Substanz entdeckt und ihr Wirkprinzip entschlüsselt. Ihre Arbeit präsentieren die Wissenschafter im Fachblatt "Nature Microbiology".
Zur Zeit ist die Infektionslage besonders angespannt. Denn mehr Kontakte mit weniger Schutzmaßnahmen lassen auch die Zahl der Infekte abseits von Covid-19 - nämlich auch bakteriell verursachte Erkrankungen - wieder ansteigen. Zuletzt beklagte der Vizepräsident der Apothekerkammer, Jürgen Rehak, dass es zudem immer wieder zu Lieferengpässen kommt. Viele Antibiotika stehen derzeit nur sehr eingeschränkt zur Verfügung. Laut Zahlen des Verbandes der pharmazeutischen Industrie ist der Antibiotika-Verbrauch in den Pandemie-Jahren 2020 und 2021 deutlich gesunken und steigt jetzt wieder an.
Das bedeutet auch, dass Infektionen mit multiresistenten Keimen wieder vermehrt auftreten. Parallel dazu sind in den letzten Jahrzehnten kaum neue Medikamente gegen derartige Erkrankungen auf den Markt gekommen. Nicht mehr alle Infektionen lassen sich heute behandeln.
Gegen gram-negative Keime
Schon lange Zeit ist klar, dass es neue Wirkstoffe braucht. Abhilfe könnte nun eine neue Entdeckung schaffen, die Forschern von der Universität Basel und der Northeastern University in Boston geglückt ist. Das Antibiotikum namens Dynobactin wurde mit Hilfe computerbasierter Forschung ausfindig gemacht. Es richtete sich gegen gram-negative Bakterien, zu denen viele gefährliche und resistente Keime gehören.
Gram-negative Keime sind quasi von einer Schutzkapsel umhüllt, die verhindert, dass sie von weißen Blutkörperchen, die im Körper gegen Infektionen vorgehen, vernichtet werden. Zudem haben sie eine Membran, die sie gegen bestimmte Arten von Antibiotika wie etwa Penicillin schützt. Gram-negative Bakterien können schwere Erkrankungen wie Lungenentzündungen, Harnwegsinfekte, Blutvergiftungen oder auch eine Meningitis hervorrufen.
"Sie sind durch ihre doppelte Membran gut geschützt und bieten daher nur wenig Angriffsfläche", skizziert auch Studienautor Sebastian Hiller vom Biozentrum der Uni Basel. "Und in den Millionen Jahren ihrer Evolution haben sie zahlreiche Wege gefunden, Antibiotika unschädlich zu machen."
Die Forscher machten sich die Tatsache zunutze, dass viele Bakterien selbst antibiotisch wirksame Peptide herstellen, um sich gegenseitig zu bekämpfen. Diese Peptide sind zudem im Erbgut der Bakterien festgeschrieben.
"Die Gene für solche Peptidantibiotika besitzen ein klares Erkennungszeichen", betont Seyed M. Modaresi von der Uni Basel. "Nach diesem Merkmal hat der Rechner das gesamte Erbgut von Bakterien, die solche Peptide produzieren, systematisch durchforstet. Dabei sind wir auf Dynobactin gestoßen."
In ihrer Studie konnten die Forscher zeigen, dass es sehr wirksam ist, wie es in einer Aussendung der Universität heißt. Mäuse mit einer lebensgefährlichen Blutvergiftung durch resistente Bakterien überstanden die schwere Infektion durch die Gabe der Substanz.
Dringend benötigter Schub
Dynobactin blockiert das bakterielle Membranprotein BamA, welches beim Aufbau und der Erneuerung der äußeren Schutzhülle der Keime eine wichtige Rolle spielt. "Dynobactin steckt von außen wie ein Korken im BamA und hindert es daran, seine Aufgaben zu erfüllen. Die Bakterien sterben", so Modaresi.
"Die computerbasierte Screening-Methode wird der Suche nach den dringend benötigten Antibiotika einen neuen Schub verleihen", betont Sebastian Hiller. Zukünftig wollen die Wissenschafter das Ganze erweitern und noch mehr Peptide auf ihre Tauglichkeit prüfen.