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 Stammzell-Transplantation: Aktivierung von Signalwegen schützt vor gefährlicher Immunreaktion
20.04.2017 | Technische Universität München

nachricht Was Bauchspeicheldrüsenkrebs so aggressiv macht
18.04.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten