Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterienkiller, der die Ohren verschont

13.06.2012
Die Behandlung schwerer bakterieller Infektionen durch Aminoglykosid-Antibiotika kann mit schlimmen Nebenwirkungen wie irreversiblen Hörschäden und Taubheit einhergehen.
Medizinischen Mikrobiologen der Universität Zürich ist es gelungen, die bakterizide Wirkung eines Aminoglykosids von seinem Gehör schädigenden Nebeneffekt zu trennen. Nun können Aminoglykoside entwickelt werden, die effektiv, aber weniger toxisch sind.

Aminoglykosid-Antibiotika bekämpfen Krankheitskeime im menschlichen Körper und helfen dort Infektionen einzudämmen. Weil diese Wirkstoffe gegen ein breites Spektrum von Bakterien wirksam sind und wenig kosten, gehören Aminoglykoside zu den weltweit am häufigsten verwendeten Antibiotika. Sie werden vor allem bei der Behandlung von schweren bakteriellen Infektionen verwendet und bei der gefürchteten Form der multiresistenten Tuberkulose.

Apramycin gebunden an das Ribosom – im Vergleich zum Aminoglykosid Paromomycin. Foto: UZH

Aminoglykosid-Antibiotika hemmen die Protein-Synthese in den Krankheitserregern. Die Antibiotika dringen in die Bakterien ein und binden dort an die Protein-Bildungsstätten der Zelle, die Ribosomen. Blockiert durch die Aminoglykoside stellen die Ribosomen ihre Arbeit ein – die Bakterien sterben ab.

Taub wegen Antibiotika-Behandlung

Auch die menschliche Zelle verfügt über Ribosomen als Ort der Proteinherstellung. Dem Bakterien-Ribosom besonders ähnlich ist das Ribosom des menschlichen Mitochondriums, das Energie liefernde Kraftwerk der Zelle. Als unerwünschter Seiteneffekt vermag das Antibiotikum an mitochondriale Ribosomen zu binden, was mit schwerwiegenden Nebenwirkungen einhergeht. Die schwerwiegendste Begleiterscheinung von Aminoglykosiden sind irreversible Hörschäden und Taubheit.

Bakterien abtöten, ohne Hörverlust zu verursachen

Nun hat Prof. Erik Böttger, medizinischer Mikrobiologe an der Universität Zürich, in Zusammenarbeit mit Forscherkollegen aus England, den USA und der ETH Zürich herausgefunden, dass das strukturell einzigartige Aminoglykosid Apramycin gegen eine grosse Bandbreite an Bakterien wirkt, aber keinen Hörverlust verursacht. «Es ist uns gelungen, bei Apramycin die bakterizide Wirkung eines Aminoglykosids von seinem Gehör schädigenden Nebeneffekt zu trennen», erklärt Böttger. Bis anhin ist Apramycin ausschliesslich in der Tiermedizin verwendet worden. Mithilfe zahlreicher Experimente zu Struktur, Biochemie und Toxizität können die Forscher zeigen, dass sich Apramycin zur Behandlung von Infektionskrankheiten des Menschen ebenso gut eignet, wie übliche in der Humanmedizin verwendete Aminoglykoside, ohne jedoch deren toxischen Charakter zu teilen und Hörschäden zu verursachen.

Bereits im Jahre 2008 gelang es Böttger und seiner Forschungsgruppe den Zusammenhang von Hörverlust und Taubheit auf mechanistischer Ebene zu klären. Die Wissenschaftler bedienten sich eines einzigartigen genetischen Modells, mittels dessen sie die menschliche Gensequenz, an der die Aminoglykoside andocken, in ein Bakterium einschleusten. Darauf aufbauend starteten Böttger und sein Team zusammen mit Prof. Andrea Vasella von der ETH Zürich ein chemisches Syntheseprogramm mit dem Ziel, ein Aminoglykosid-Antibiotikum zu entwickeln, das die Nebenwirkung der Taubheit nicht mehr aufweist. Im Rahmen dieser Arbeiten stiessen die Forscher als Nebenbefund auf Apramycin.

Aminoglykoside ohne Nebenwirkungen

«Der Weg zur Weiterentwicklung der wichtigen Antibiotika-Klasse der Aminoglykoside scheint nach jahrzehntelanger Forschung eine Alternative gefunden zu haben», so Böttger. Mit dem neuen Wissen steht einer Veränderung von Aminoglykosiden, die effektiv, aber weniger toxisch sind, nichts mehr im Wege.

Literatur:
Tanja Matta, Chyan Leong Ng, Kathrin Lang, Su-Hua Sha, Rashid Akbergenov, Dmitri Shcherbakov, Martin Meyer, Stefan Duscha, Jing Xie, Srinivas R. Dubbaka, Déborah Perez-Fernandez, Andrea Vasella, V. Ramakrishnan, Jochen Schacht, and Erik C. Böttger. Dissociation of antibacterial activity and aminoglycoside ototoxicity in the 4-monosubstituted 2-deoxystreptamine apramycin. PNAS. 11 June, 2012. Doi: 10.1073/pnas.1204073109

Kontakt:
Prof. Dr. med. Erik Böttger
Medizinische Mikrobiologie
Universität Zürich
Tel. +41 44 63 426 60
E-Mail: boettger@imm.uzh.ch

Nathalie Huber | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neurorehabilitation nach Schlaganfall: Innovative Therapieansätze nutzen Plastizität des Gehirns
25.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

nachricht Die Parkinson-Krankheit verstehen – und stoppen: aktuelle Fortschritte
25.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Im Spannungsfeld von Biologie und Modellierung

26.09.2017 | Veranstaltungen

Archaeopteryx, Klimawandel und Zugvögel: Deutsche Ornithologen-Gesellschaft tagt an der Uni Halle

26.09.2017 | Veranstaltungen

Unsere Arbeitswelt von morgen – Polarisierendes Thema beim 7. Unternehmertag der HNEE

26.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit künstlicher Intelligenz zum chemischen Fingerabdruck

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Eine detaillierte Waldkarte des blauen Planeten

26.09.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index steigt weiter

26.09.2017 | Wirtschaft Finanzen