Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
14.10.2011
Kategorie: Biologie & Chemie

Wirkungsweise eines neuen Antibiotikums entschlüsselt

Hoffnung im Kampf gegen multiresistente Keime

Bonn (4.10.2011) Forscher der Universitäten Bonn, Düsseldorf und Newcastle konnten die Wirkungsweise einer neuartigen Antibiotikagruppe entschlüsseln. Die Acyldepsipeptide (ADEP) versprechen insbesondere im Einsatz gegen die gefährlichen multiresistenten Bakterien große Erfolge.Die Untersuchungsergebnisse wurden am 3. Oktober 2011 auf der Internetseite der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Viele Erreger, die schwere Infektionskrankheiten auslösen, sind inzwischen unempfindlich gegen Antibiotika geworden und stellen vor allem in Kliniken ein großes Problem dar. Nach Gegenmitteln für multiresistente Keime wird fieberhaft gesucht, denn ihre Zahl stieg in den letzten 30 Jahren dramatisch an. „Wir haben bereits in verschiedenen Studien gezeigt, dass sogenannte Acyldepsipeptide (ADEP) gegen grampositive Bakterien wirken, darunter auch der gefürchtete humanpathogene und multiresistente Erreger Staphylococcus aureus.“, erklärt Projektleiterin Prof. Dr. Heike Brötz-Oesterhelt vom Institut für Pharmazeutische Biologie der Universität Düsseldorf. „Allerdings war bislang unbekannt, wo genau diese Substanzen angreifen und ihre antibiotische Wirkung entfalten.“

Erreger Staphylococcus aureus

Zahlreiche Klumpen von Staphylococcus aureus Bakterien, Rasterelektronenmikroskopbild mit 2381-facher Vergrößerung
© Centers for Disease Control and Prevention, Public Health Image Library

Die Antwort auf diese Frage gaben Aufnahmen mit einem extrem hochauflösenden Fluoreszenzmikroskop. Dazu wurden Echtzeitaufnahmen von den mit ADEPs behandelten und auch von unbehandelten Erregern gemacht. Zuvor waren in den Bakterien verschiedene Proteine mit einem grün fluoreszierendem Farbstoff markiert worden. Es zeigte sich, dass die ADEPs an einer ganz anderen Stelle in den Stoffwechsel der Bakterien eingreifen als bisher bekannte Antibiotika, die vor allem bestimmte Reaktionen in den Zellen hemmen. ADEPs hingegen führen zu einer Fehlsteuerung eines wichtigen Enzyms, der ClpP-Protease. Diese sorgt für das Recycling von defekten Proteinen in der Bakterienzelle und ist ein streng kontrollierter Prozess. Die ADEPs setzen diese Kontrolle außer Kraft. Dadurch werden nun auch für das Bakterium lebenswichtige Proteine abgebaut. Dazu gehört unter anderem das für die Zellteilung wichtige Eiweiß FtsZ, das durch die vom Antibiotikum ausgelöste Fehlfunktion bei der ClpP- Protease zerschnitten und verdaut wird.
Dr. Peter Sass, der Erstautor der Studie vom Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie der Universität Bonn, beschreibt die Folgen: „Die normale Steuerung gerät außer Rand und Band, die Zellteilung und dadurch die Vermehrung der Erreger wird verhindert. Die Bakterien begehen regelrecht Selbstmord.“
Trotz ihres großen Potenzials im Kampf gegen multiresistente Keime, wie Staphylokokken, Streptokokken und Enterokokken, die unter anderem Hirnhaut-, Lungen- oder Herzinnenhautentzündungen hervorrufen können, wird es schätzungsweise noch 8 bis 10 Jahre dauern, bis die ADEPs in das Stadium der Markteinführung gelangen. Bislang wurde ihre Wirksamkeit erst in Tierversuchen nachgewiesen.
(mh)

Originalveröffentlichung: Sass, P.; Josten, M.; Famulla, K. Et al.: Antibiotic acyldepsipeptides activate ClpP peptidase to degrade the cell division protein FtsZ, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)2011 ; published ahead of print, 3. Oktober 2011, doi:10.1073/pnas.1110385108

Kontakt: Dr. Peter Sass, Mail: psass@microbiology-bonn.de, Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie der Universität Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, 53127 Bonn, Deutschland; Internet: http://www.microbiology-bonn.de/immip/
Prof. Dr. Heike Brötz-Oesterhelt, Mail: heike.broetz-oesterhelt@uni-duesseldorf.de, Institut für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie der Universität Düsseldorf, Universitätsstrasse 1, 40225 Düsseldorf, Deutschland; Internet: http://www.pharmazie.uni-duesseldorf.de/Institute/pharm_bio
Dr. Leendert Hamoen, Mail: leendert.hamoen@ncl.ac.uk, Centre for Bacterial Cell Biology, Institute for Cell and Molecular Biosciences, New Castle University, Richardson Road, Newcastle upon Tyne, NE2 4AX, Großbrittanien; Internet: http://www.ncl.ac.uk/cbcb/