Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Antibiotikum treibt Bakterien in den Selbstmord

05.10.2011
Multiresistente Keime sind in Kliniken ein großes Problem, weil viele Erreger inzwischen unempfindlich gegen Antibiotika geworden sind.

Wissenschaftler suchen deshalb fieberhaft nach neuen Wirkstoffen. Ein Forscherteam unter Federführung der Universitäten Bonn, Düsseldorf und Newcastle hat nun die Wirkweise eines neuartigen Antibiotikums entschlüsselt, das selbst multiresistente Keime abtötet.

Die Ergebnisse sind jetzt in den Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) erschienen.

Gefährliche bakterielle Infektionen wie eine Lungenentzündung oder eine Tuberkulose sind in der Regel mit Antibiotika gut in den Griff zu bekommen. „Allerdings sind so genannte multiresistente Keime auf dem Vormarsch“, berichtet Erstautor Dr. Peter Sass vom Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie der Universität Bonn. „Bewährte Substanzen entfalten oft nicht mehr ihre Wirkung, weil die Bakterien gegen diese Waffen unempfindlich geworden sind.“ In ihren Laboren suchen Forscher weltweit deshalb nach neuen Antibiotika, um gefährliche Infektionskrankheiten zu bekämpfen.

So auch Dr. Sass, der zu einer gemeinsamen Forschergruppe der Universitäten Bonn und Düsseldorf gehört, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. „Wir haben bereits in verschiedenen Studien gezeigt, dass so genannte Acyldepsipeptide gegen grampositive Bakterien wirken, darunter auch der gefürchtete human-pathogene und multiresistente Erreger Staphylococcus aureus“, sagt Projektleiterin Prof. Dr. Heike Brötz-Oesterhelt vom Institut für Pharmazeutische Biologie der Universität Düsseldorf. „Allerdings war bislang unbekannt, wo genau diese Substanzen angreifen und ihre antibiotische Wirkung entfalten.“

Neues Antibiotikum führt zur Fehlsteuerung eines wichtigen Enzyms

Während herkömmliche Antibiotika normalerweise bestimmte Reaktionen in Bakterienzellen hemmen, greifen die Acyldepsipeptide (ADEPs) an einer ganz anderen Schlüsselstelle in den Stoffwechsel der Bakterien ein. Sie führen zu einer Fehlsteuerung eines wichtigen Enzyms. „Diese ClpP-Protease bewirkt normalerweise das Recycling von defekten Proteinen des Bakteriums, welches ein ganz strikt kontrollierter Prozess ist“, berichtet Prof. Brötz-Oesterhelt. „Die ADEPs setzen diese strikte Kontrolle der ClpP-Protease außer Kraft, wodurch nun auch bestimmte gesunde Proteine abgebaut werden“, sagt Dr. Sass. „Die Bakterien begehen regelrecht Selbstmord, da die eigene ClpP-Protease nun das für die Zellteilung wichtige FtsZ-Protein zerschneidet und verdaut.“ Dadurch gerät die normale Steuerung außer Rand und Band, die Zellteilung und dadurch die Vermehrung der Erreger wird verhindert.

Die Wissenschaftler nutzten für ihre Untersuchungen eine auf ihrem Forschungsgebiet neue Methode aus der Grundlagenforschung. Dr. Sass machte am Zentrum für Bakterielle Zellbiologie an der Universität Newcastle (England) mit einem extrem hoch auflösenden Fluoreszenzmikroskop Aufnahmen von Bakterien. „Wir markierten das FtsZ-Protein und viele weitere Proteine in den Bakterien mit einem grün fluoreszierenden Farbstoff und machten dann Echtzeitaufnahmen von den mit ADEPs behandelten und auch von unbehandelten Erregern“, berichtet Dr. Sass. Durch diesen Vergleich konnten die Forscher beobachten, was im Stoffwechsel der gefährlichen Bakterien anders lief, wenn sie mit dem neuartigen Antibiotikum behandelt waren. „Nach der Gabe von ADEP gelangten im Bakterium wichtige Proteine nicht mehr zu der Stelle im Stoffwechsel, wo sie für die Zellteilung gebraucht werden“, ergänzt Prof. Brötz-Oesterhelt.

Wirkung gegen mehrere gefährliche Bakterienarten

Das neuartige Antibiotikum wirke nicht nur gegen den gefürchteten multiresistenten Erreger Staphylococcus aureus (MRSA), sondern auch gegen Streptokokken, die etwa Mittelohr-, Lungen-, oder Hirnhautentzündungen auslösen können, so die Forscher. Außerdem stoppt es die Vermehrung von Enterokokken, die zum Beispiel für Harnwegsinfekte, Blutvergiftung oder eine Entzündung der Herzinnenhaut verantwortlich gemacht werden. „Die ADEPs befinden sich allerdings zurzeit noch im Stadium der Grundlagenforschung“, erklärt Prof Brötz-Oesterhelt. In der Regel benötigt eine Substanz noch etwa acht bis zehn Jahre, um von diesem Stadium bis zur Markteinführung zu gelangen. „Allerdings sehen wir in den ADEPs noch mehr als ein neues Antibiotikum zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten. Da sie gegen Bakterien mit Hilfe eines neuartigen Mechanismus wirken, können sie uns auch helfen, die Lebensweise der Bakterien besser zu verstehen“, meint Dr. Sass. „Wir müssen wissen, wie pathogene Bakterien ticken, damit wir sie erfolgreich bekämpfen können.“

Publikation: Antibiotic acyldepsipeptides activate ClpP peptidase to degrade the cell division protein FtsZ. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Kontakt:

Dr. Peter Sass
Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie
und Parasitologie der Universität Bonn
Tel. 0228/735247
E-Mail: psass@microbiology-bonn.de
Prof. Dr. Heike Brötz-Oesterhelt
Institut für Pharmazeutische Biologie und
Biotechnologie der Universität Düsseldorf
Tel. 0211/8114180
E-Mail: heike.broetz-oesterhelt@uni-duesseldorf.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1110385108

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Verschwindende Äderchen: Diabetes schädigt kleine Blutgefäße am Herz und erhöht das Infarkt-Risiko
23.03.2017 | Technische Universität München

nachricht Ein Knebel für die Anstandsdame führt zu Chaos in Krebszellen
22.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise