Wissen-News Neues Antibiotikum wird für Bakterien kein Zuckerschlecken
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28. August 2023, 05:52 Uhr
Lange wurde kein neues Antibiotikum mehr entdeckt. Bis ein internationales Forschungsteam den Wirkstoff Clovibactin herstellen konnten. Ein besonders aggressives Antibiotikum, gegen das Bakterien so schnell keine Resistenz aufbauen sollten.
Gängige Medikamente könnten gegen Infektionskrankheiten keine Wirkung zeigen, da immer mehr bakterielle Krankheitserreger Resistenzen entwickeln. Ein internationales Forschungsteam – an dem auch die Universität Bonn sowie das Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) beteiligt sind – haben ein neues Antibiotikum entdeckt: Clovibactin. Es attackiert hochwirksam die Zellwand von Bakterien, einschließlich zahlreicher multiresistenter Krankenhauskeime und besonders wirksam gegen Tuberkulose.
Der neue Wirkstoff wurde dank dem Bodenbakterium Eleftheria terrae subspezies carolina hergestellt. Es wurde aus einer Bodenprobe im US-Bundesstaat North Carolina isoliert und produziert. Mit ungewöhnlicher Intensität heftet es sich gezielt an diese Bausteine und tötet die Bakterien, indem es ihre Zellhülle zerstört.
Bei Labortests an Mäusen hat sich gezeigt, dass Clovibactin eine sehr gute Aktivität gegen ein breites Spektrum von bakteriellen Krankheitserregern aufweist. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin Cell veröffentlicht. In Bonn konnte gezeigt werden, dass Clovibactin ganz gezielt und mit hoher Spezifität an Pyrophosphatgruppen (Pyrophosphat bezeichnet man das Salz der Pyrophosphorsäure) bakterieller Zellwandbausteine bindet.
Wie funktioniert das Antibiotikum?
An der Universität Utrecht (Niederlande) wurde dann entschlüsselt, wie diese Bindung aussieht. Mit Festkörper-NMR-Spektroskopie haben die Forschenden die Struktur des Komplexes aus Clovibactin und der bakteriellen Zielstruktur Lipid II entschlüsselt – und das unter ähnlichen Bedingungen, wie sie in der Bakterienzelle vorkommen.
Clovibactin greift um die Pyrophosphatgruppe. Deswegen auch der Name: Clovibactin ist vom griechischen Wort Klouvi (Käfig) abgeleitet, weil es die Zielstruktur wie ein Käfig umschließt. Nach dem Andocken an die Zielstrukturen bildet Clovibactin supramolekulare faserartige Strukturen aus. Diese umschließen die Zielstrukturen fest und schädigen weiterhin die Bakterienzellen. Zudem werden die befallenen Bakterien dazu angeregt, bestimmte Enzyme (Autolysine) freizusetzen. Diese lösen dann unkontrolliert die eigene Zellhülle auf.
"Die Kombination dieser verschiedenen Mechanismen ist der Grund für die außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Resistenzen", sagt Tanja Schneider vom Institut für Pharmazeutische Mikrobiologie der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Bonn. Das Forschungsteam ist sich sicher, dass die Bakterien so schnell keine Resistenz gegen das Antibiotikum aufbauen können. Denn die Erreger können die Zellwandbausteine nicht so leicht verändern. Damit können sie das Antibiotikum nicht unterlaufen – ihre Achillesferse bleibt damit bestehen, heißt es in einer Pressemitteilung.
