Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Wege in der Therapie von Harnwegsinfektionen

02.12.2010
Einen neuen Ansatz in der Behandlung von Blaseninfektionen beschreiben Forschende der Universität Basel.

In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins «Journal of Medicinal Chemistry» stellen sie eine viel versprechende Alternative zur klassischen Therapie mit Antibiotika in Aussicht. Blaseninfektionen gehören zu den häufigsten Infektionen und bis zu einem Drittel aller Antibiotika werden zu deren Bekämpfung eingesetzt.

Harnwegsinfektionen (urinary tract infections) gehören zu den häufigsten infektiösen Erkrankungen. Überwiegend handelt es sich um bakterielle Entzündungen, die in mindestens 80% der Fälle durch Escherichia coli (E.coli) aus der natürlichen, körpereigenen Darmflora ausgelöst werden.

Harnwegsinfektionen umfassen Blasenentzündungen (Zystitis), Nierenbeckenentzündungen (Pyelonephritis) und Entzündungen der Harnröhre (Urethritis). Frauen sind häufiger betroffen als Männer, da bei ihnen auch wegen der kürzeren Harnröhre Keime leichter in die Harnwege eindringen und sich dort vermehren können. Bis zu 40% der Frauen haben mindestens einmal im Leben eine Harnwegsinfektion, bei rund 50% tritt sie innerhalb eines Jahres wieder auf. Somit ist die Harnwegsinfektionen eine häufige – und im Fall eines mehrmaligen Auftretens – auch gefährliche Erkrankung.

Symptomatische Harnwegsinfekte werden empirisch mit Antibiotika behandelt. Die Häufigkeit dieser Therapie führt zunehmend zu Resistenzen im behandelten Keimspektrum. Bei wiederkehrenden Infektionen wird die Therapie dadurch zunehmend erschwert. Dies betrifft insbesondere Patienten mit Diabetes, Anomalien der Harnwege, Paraplegie oder permanenten Blasenkathetern. Folglich besteht ein grosser Bedarf nach neuen Ansätzen zur Prävention und Behandlung von Harnwegsinfektionen mittels oral verfügbaren Therapeutika mit geringem Resistenzpotenzial.

Um sich im Harnweg festzuhalten und nicht mit dem Urinfluss weggespült zu werden, müssen sich die E.coli-Bakterien an ihre Zielzellen in der Blase anheften, ein Vorgang, der als bakterielle Adhäsion bezeichnet wird. Dazu verfügen die Bakterien an ihrer Oberfläche über fadenförmige Proteinstrukturen, sogenannte Fimbrien. An deren Spitze ist das Protein FimH lokalisiert, das für den Adhäsionsmechanismus verantwortlich ist. Das Protein FimH besitzt eine Kohlenhydrate-erkennende Domäne – eine sogenannte CRD (carbohydrate recognition domain) –, die Oligomannoside spezifisch erkennt. Die Wechselwirkung dieses fimbrialen Lectins mit Oligomannosiden der Wirtszellglycocalix führt zur Adhäsion der E.coli-Bakterie an die humanen Blasenepithelzellen, schützt die Bakterien vor dem Auswaschen durch den Urinfluss und ermöglicht damit die Invasion der Wirtszellen.

Nachahmung der natürlichen Liganden
Die Gruppe von Prof. Dr. Beat Ernst am Departement Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Basel erforscht die Funktion von hoch komplexen Zuckermolekülen, sogenannten Glykanen. Wechselwirkungen zwischen Glykanen und Proteinen beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse von der Entstehung des Embryos über die Wundheilung bis zu Autoimmunerkrankungen. Eine wichtige Rolle spielen Glykane auch bei der bakterienellen, viralen und mykotischen Infektionen. Glykanstrukturen sind aber aufgrund ihrer unzureichenden Eigenschaften im menschlichen Körper therapeutisch nur bedingt einsetzbar. Ein Ziel der Arbeitsgruppe ist deshalb, Glykomimetika zu entwickeln, Verbindungen, die die Glykanstruktur nachahmen, die aber strukturell weniger komplex und für den therapeutischen Einsatz geeignet sind.

Diesen Ansatz verfolgten Ernst und seine Mitarbeitenden auch bei der nun im «Journal of Medicinal Chemistry» publizierten Studie. Ausgehend von D-Mannose gelang es ihnen, oral verfügbare Verbindungen, sogenannte FimH Antagonisten, zu entwickeln, welche die CRD an der Fimbrienspitze der E.coli blockieren und damit die bakterielle Adhäsion an die Urothelzellen der Harnwege verunmöglichen.

In einem In-vivo-Infektionsmodell mit Mäusen konnte diese Aktivität bestätigt werden, gelang es doch, die Bakterienlast in der Blase bis um einen Faktor 10’000 zu reduzieren. Von speziellem Interesse ist das geringere Resistenzpotenzial dieser neuen Verbindungsklasse, das aufgrund des molekularen Mechanismus der FimH Antagonisten zu erwarten ist.

Originalbeitrag
Tobias Klein, Daniela Abgottspon, Matthias Wittwer, Said Rabbani, Janno Herold, Xiaohua Jiang, Simon Kleeb, Christine Lüthi, Meike Scharenberg, Jacqueline Bezencon, Erich Gubler, Lijuan Pang, Martin Smiesko, Brian Cutting, Oliver Schwardt, and Beat Ernst
FimH Antagonists for the Oral Treatment of Urinary Tract Infections: From Design and Synthesis to in Vitro and in Vivo Evaluation

Journal of Medicinal Chemistry. Publication Date (Web): November 24, 2010 | DOI: 10.1021/jm101011y

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Beat Ernst, Universität Basel, Departement Pharmazeutische Wissenschaften, Institut für Molekulare Pharmazie, Klingelbergstrasse 50, 4056 Basel, Tel. +41 61 267 15 51, E-Mail: beat.ernst@unibas.ch

Hans Syfrig Fongione | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie