Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Multiresistenten Bakterien auf den Pelz gerückt

28.06.2013
Im Kampf gegen multiresistente Bakterien ist Chemikern der Universität Würzburg möglicherweise ein entscheidender Durchbruch gelungen. Mit einem Trick brachten sie die Bakterien dazu, ihre Zelloberfläche zu verändern. Das verringerte die Gefahr einer Infektion drastisch.

In Deutschland erkranken 4,3 Prozent aller Krankenhauspatienten während ihres Aufenthaltes an einer Infektion. Dies entspricht zwischen 400.000 und 600.000 Erkrankungen jedes Jahr, die bei 10.000 bis 15.000 Patienten zum Tod führen.

Das ist das Ergebnis einer im Jahr 2012 veröffentlichten Studie, die das Sepsis-Forschungs- und Behandlungszentrum der Universität Jena durchgeführt hat. In etwa 15 Prozent dieser Fälle sind multiresistente Krankheitserreger für diese Infektionen verantwortlich. An vorderster Stelle steht dabei der sogenannte MRSA-Erreger: Methicillin-Resistente Staphylococcus Aureus.

Jetzt ist Würzburger Chemikern ein möglicher Durchbruch in der Infektionsforschung geglückt. Jürgen Seibel, Professor für Organische Chemie, und seine Doktorandin Elisabeth Memmel haben die Zelloberfläche des Bakteriums verändert. Die Folge: „Die Haftfähigkeit der Bakterien auf humanen Zellen und somit die Gefahr einer Infektion wurde stark vermindert“, so Jürgen Seibel.

Den Stoffwechsel der Bakterien genutzt

Wie die Wissenschaftler in der neuesten Ausgabe des renommierten Journals Chemical Communications berichten, haben sie den Stoffwechsel der Bakterien gegen diese selbst verwendet. Dazu haben sie Zucker-analoge Strukturen chemisch hergestellt und zu der Nährlösung der Bakterien gegeben. Die Bakterien haben diese Moleküle verstoffwechselt und biosynthetisch auf ihrer Zelloberfläche eingebaut.

„Das Erstaunliche daran ist, dass die verwendeten Zuckerstrukturen bevorzugt in die Bakterien und kaum in humane Zellen eingebaut werden. Dies erlaubt uns, gezielt die Bakterien anzugreifen, ohne die humanen Zellen zu schädigen“, so Elisabeth Memmel, die diese Studie im Rahmen ihrer Doktorarbeit durchführte.

Weitere Veränderungen sind machbar

Noch einen weiteren Trick setzten die Chemiker ein, um die Haftfähigkeit der Bakterien, die Adhäsion, zu humanen Zellen zu verringern: Die verwendeten Zuckerstrukturen enthielten eine spezielle Markierung. Diese macht sie auf der Oberfläche der Bakterien weiter chemisch veränderbar. Zum Einsatz kommt dabei die sogenannte „Click-Reaktion“. Hierbei handelt es sich um eine chemische Reaktion, bei der zwei ausgewählte, nicht natürlich vorkommende Molekültypen zu einer Einheit verschmelzen. Wie die beiden Forscher in ihrer Studie zeigen konnten, bleiben trotz dieser Manipulationen die biochemischen, parallel stattfindenden Reaktionen des Bakterien-Organismus unbehelligt.

Neuer Ansatz für neue Medikamente

Jürgen Seibel sieht in der neuartigen Methode die Möglichkeit, mehr über die Erkennungsprozesse zwischen Bakterien und humanen Zellen erfahren zu können. Ebenso ist er optimistisch, dass sich neuartige Medikamente gegen multiresistente Bakterien mit diesen Erkenntnissen entwickeln lassen werden. „Die meisten Antibiotika zielen darauf ab, die Zellwandbiosynthese oder andere lebensnotwendige Prozesse der Bakterien zu unterbinden. Mit dem neuen Ansatz versuchen wir, die Adhäsion zwischen Bakterien und humanen Zellen als Angriffspunkt zu nutzen“, so Seibel.

Staphylococcus aureus

Bakterien vom Typ Staphylococcus (lat: Traube) aureus (Gold) sind in der Regel harmlos und kommen fast überall in der Natur vor, unter anderem auf der Haut und in den oberen Atemwegen von 25 bis 30 Prozent aller Menschen. Findet das Bakterium durch günstige Bedingungen oder ein geschwächtes Immunsystem die Gelegenheit, sich auszubreiten, verursacht es beim Menschen Hautentzündungen und Muskelerkrankungen. In schweren Fällen entwickeln die Betroffenen lebensbedrohlichen Erkrankungen, beispielsweise eine Lungenentzündung, eine Entzündung der Herzinnenhaut (Endokarditis), ein Toxisches Schocksyndrom (TSS) oder eine Sepsis.

Einigen Bakterien ist es gelungen, Resistenzen gleich gegen mehrere wichtige Antibiotika zu erwerben (Multiresistenz). Sie sind besonders schwer zu eliminieren. Dazu gehören MRSA, gegen die alle β-Lactam-Antibiotika mittlerweile unwirksam sind, zu denen Penicilline, Cephalosporine und Carbapeneme zählen. Sowie die in der Öffentlichkeit etwas weniger bekannten Vancomycin-resistenten SA-Stämme (VRSA). MRSA werden zunehmend auch außerhalb von Krankenhäusern gefunden und können auf Dritte übertragen werden.

Elisabeth Memmel, Arne Homann, Tobias A. Oelschlaeger, Jürgen Seibel, Metabolic glycoengineering of Staphylococcus aureus reduces adherence to human T24 bladder carcinoma cells, Chem. Commun. 2013, DOI: 10.1039/C3CC43424A

Kontakt

Prof. Dr. Jürgen Seibel, T: (0931) 31-85326,
E-Mail: seibel@chemie.uni-wuerzburg.de
Weitere Informationen:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/cc/c3cc43424a

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte