Selektive Antibiotika könnten eine präzise Behandlung ermöglichen

Da multiresistente Keime immer bedrohlicher werden, Wir brauchen neue Antibiotika mehr denn je. Bedauerlicherweise, Antibiotika können nicht zwischen Krankheitserregern und nützlichen Mikroben unterscheiden. Sie können das empfindliche Gleichgewicht des Mikrobioms zerstören – was zu dauerhaften Schäden führt. Das Forschungsteam um den Chemiker Dr. Thomas Boettcher hat nun einen bedeutenden Schritt zur Lösung dieser Probleme gemacht.

In Zusammenarbeit mit dem Team um den Biologen Professor Christof Hauck auch aus Konstanz, die Forscher entdeckten antibiotische Eigenschaften eines Naturstoffs, der bisher nur als bakterielles Signalmolekül galt. Die Mannschaft, darunter die Doktoranden Dávid Szamosvári und Tamara Schuhmacher, entwickelten und untersuchten synthetische Derivate des Naturstoffs, die sich gegen den Erreger Moraxella catarrhalis als überraschend wirksam erwiesen. Dabei wurde nur das Wachstum dieser Erreger gehemmt, nicht das Wachstum anderer Bakterien.

In einem weiteren Projekt den Forschern gelingt es, ein weiteres selektives Mittel zur Bekämpfung des Malaria-Erregers zu entwickeln. Diese Ergebnisse könnten zu einer neuen Grundlage für neuartige Präzisionsantibiotika führen. Die Forschungsergebnisse werden in den aktuellen Ausgaben der Zeitschriften veröffentlicht Chemische Wissenschaft und Chemische Kommunikation .

So wichtig Antibiotika zur Behandlung von Infektionskrankheiten sind, sie hinterlassen eine Spur der Zerstörung im menschlichen Mikrobiom. Magen-Darm-Erkrankungen nach Antibiotika-Behandlungen sind in diesem Zusammenhang eines der geringsten Probleme. Ziemlich oft, resistente Krankheitserreger ersetzen nützliche Mikroben. Später, diese können schwere Infektionskrankheiten oder chronische Erkrankungen verursachen. Jedoch, Nicht alle Mikroben sind gefährlich. Andererseits, viele Mikroorganismen leben in friedlicher Koexistenz mit uns, und sind sogar lebenswichtig für die menschliche Gesundheit. Wir Menschen sind wahre Mikrokosmen und beherbergen mehr Mikroben als menschliche Zellen. Doch dieses Ökosystem, das menschliche Mikrobiom, ist zerbrechlich. Allergien, Übergewicht, chronisch entzündliche Darmerkrankungen und sogar psychiatrische Erkrankungen können die Folge eines geschädigten Mikrobioms sein. Die Frage ist, wie können wir diese ökologische Vielfalt im Falle einer mikrobiellen Infektion erhalten?

Ursprünglich untersuchte das Forscherteam die Signale des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa. Ihr Interesse weckte eine Verbindung, die das Wachstum des Erregers Moraxella catarrhalis hochselektiv hemmte. Dieser Erreger verursacht, zum Beispiel, Mittelohrentzündung bei Kindern sowie Infektionen bei Patienten mit chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen. Das synthetische Scaffold Engineering dieses Naturstoffs führte zu einer neuen Wirkstoffklasse mit enormer antibiotischer Wirksamkeit. Wirklich überraschend war die Selektivität der Substanz:Lediglich das Wachstum von Moraxella catarrhalis wurde gehemmt, nicht das von anderen Bakterien. Selbst eng verwandte Bakterien derselben Art blieben völlig unberührt.

Zur Zeit, Thomas Boettcher und Christof Hauck untersuchen den Wirkmechanismus dieses hochselektiven Antibiotikums gegen den Erreger Moraxella catarrhalis. Antibiotika mit einer solchen Selektivität würden eine präzise Behandlung ermöglichen und Krankheitserreger gezielt eliminieren, während die Vielfalt der nützlichen Mikroben erhalten bleibt.

In einem anderen aktuellen Projekt in der Zeitschrift beschrieben Chemische Kommunikation , das Forschungsteam um Thomas Boettcher und den Doktoranden Dávid Szamosvári, in Zusammenarbeit mit Forschern der Duke University (USA), ist es gelungen, hochselektive Wirkstoffe gegen den Malariaparasiten zu entwickeln. Auch diese wurden vom Beispiel der Natur inspiriert und das Team erstellte neuartige, bisher unbeschriebene Chinolonringsysteme. Eine Verbindung erwies sich als äußerst spezifisch für ein kritisches Stadium im Lebenszyklus des Malariaparasiten. Anfangs, Dieser Parasit siedelt sich in der Leber an, bevor er in die Blutzellen eindringt. Die Forscher waren in der Lage, den Parasiten in diesem Stadium der Malaria gezielt zu bekämpfen und zu eliminieren. Die neuen Erkenntnisse können nun für die gezielte Forschung und die Entwicklung selektiver Therapien gegen Malaria auf Basis neuer chemischer Wirkstoffklassen genutzt werden.

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