Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien-Vesikel als neuartige Therapieform gegen Infektionskrankheiten?

27.11.2018

Saarbrücker Pharma-Forscher haben die Bläschen untersucht, die bestimmte im Boden lebende Myxobakterien durch Ausstülpen ihrer äußeren Membran herstellen. Sie konnten nachweisen, dass diese so genannten Außenmembran-Vesikel mit einem antibiotischen Wirkstoff gefüllt sind und Modellbakterien abtöten können. Da sie gleichzeitig keinen schädlichen Einfluss auf menschliche Zellen zu haben scheinen, könnten sie die Grundlage für eine neuartige Therapieform gegen Infektionskrankheiten darstellen. Die Forschungsergebnisse wurden jetzt als Titelgeschichte im „Journal of Controlled Release“ veröffentlicht.

Weltweit nimmt die Resistenz von Bakterien gegen Antibiotika dramatisch zu. Es wird geschätzt, dass bis zum Jahr 2050 jährlich bis zu zehn Millionen Menschen an nicht-behandelbaren Infektionen sterben könnten.


Ein Myxobakterium (links) hat (runde) Vesikel von seiner Oberfläche abgeschnürt, die mit Wirkstoff gefüllt sind (rote Dreiecke). Links oben: gemessene Wachstumshemmung von Escherichia coli (blau).

Abb.: Eilien Schulz. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Marcus Koch (INM).

Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen gegen gefährliche Krankheitserreger sind auch Wissenschaftler am Saarbrücker Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einem Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI).

Zu ihnen gehört Prof. Rolf Müller, der mit seinem Team an Myxobakterien arbeitet. Diese Bodenbakterien produzieren eine ganze Reihe antibiotisch wirksamer Substanzen, die sich als Ausgangsstoffe für neue Antibiotika eignen. Dies gilt auch für das Bakterium Cystobacter velatus.

Welche Mechanismen dieses Myxobakterium für die Herstellung antibiotischer Wirkstoffe nutzt, wollten die Saarbrücker Wissenschaftler in der aktuellen Arbeit herausfinden.

Dazu nahm die Arbeitsgruppe „Biogene Nanotherapeutika“ von Dr. Gregor Fuhrmann nun erstmals so genannte Außenmembran-Vesikel von Cystobacter velatus unter die Lupe: „Das sind winzige Bläschen, die die Bakterien durch Ausstülpen ihrer äußeren Membran herstellen“, erläutert Fuhrmann, der die Vesikel gemeinsam mit seinen Doktorandinnen Eilien Schulz und Adriely Goes untersucht hat.

„Dabei haben wir entdeckt, dass die Bläschen mit dem antibakteriellen Wirkstoff Cystobactamid gefüllt sind.“ Das Interessante sei, dass die extrazellulären Vesikel zumindest in einfachen Zellmodellen auf menschliche Zellen nicht toxisch wirken, jedoch Bakterien abtöten können.

Die beiden Doktorandinnen zeigten dies, indem sie die Vesikel an menschlichen Immun- und Gewebezellen testeten. In weiteren Versuchen konnten sie nachweisen, dass Cystobactamid das gramnegative Modellbakterium Escherichia coli abtötet.

Für Gregor Fuhrmann sind diese Ergebnisse vielversprechend: Im Allgemeinen sei es besonders schwierig, Wirkstoffe gegen gramnegative Bakterien zu entwickeln. „Allerdings haben wir mit sehr einfachen Modellen gearbeitet“, betont der Apotheker und Arzneimittel-Forscher.

Künftig will er mit seiner Arbeitsgruppe untersuchen, was in komplexeren Systemen passiert, beispielsweise, wenn Bakterien Biofilme bilden, um sich zu schützen.

Die Ergebnisse könnten ein Schritt zu einer zielgerichteten antimikrobiellen Therapie sein, hoffen die Saarbrücker Forscher. Denn im Gegensatz zu synthetischen Nanopartikeln, die mit Wirkstoffen beladen werden und diese an den jeweiligen Einsatzort im Körper transportieren, handele es sich bei den Bakterien-Vesikeln um natürliche „Arzneistoff-Taxis“.

„Wir vermuten daher, dass extrazelluläre Vesikel besser verträglich sind und leichter ihr Ziel erreichen“, sagt Fuhrmann. Damit sei die Arbeit eine wichtige Grundlage für die Erforschung der Frage, ob sich Außenmembran-Vesikel aus Myxobakterien als neuartige therapeutische Verabreichungssysteme gegen bakterielle Infektionen eignen.

Die Arbeit entstand aus der Kooperation von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes, des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) sowie des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM).

Link zur Veröffentlichung – als Titelgeschichte – im „Journal of Controlled Release“: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365918305698?via%3Dihub

Kontakt:
Dr. Gregor Fuhrmann
Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS)
Biogenic Nanotherapeutics Group (BION)
http://www.fuhrmann-lab.de
E-Mail: gregor.fuhrmann(at)helmholtz-hzi.de
Tel.: 0681 98806 1500

Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681 302-2601) richten.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.09.030

Gerhild Sieber | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Titin in Echtzeit verfolgen
13.12.2019 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Neu entdeckter Schalter steuert Zellteilung bei Bakterien
13.12.2019 | Philipps-Universität Marburg

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: Das feine Gesicht der Antarktis

Eine neue Karte zeigt die unter dem Eis verborgenen Geländeformen so genau wie nie zuvor. Das erlaubt bessere Prognosen über die Zukunft der Gletscher und den Anstieg des Meeresspiegels

Wenn der Klimawandel die Gletscher der Antarktis immer rascher Richtung Meer fließen lässt, ist das keine gute Nachricht. Denn dadurch verlieren die gefrorenen...

Im Focus: Virenvermehrung in 3D

Vaccinia-Viren dienen als Impfstoff gegen menschliche Pockenerkrankungen und als Basis neuer Krebstherapien. Zwei Studien liefern jetzt faszinierende Einblicke in deren ungewöhnliche Vermehrungsstrategie auf atomarer Ebene.

Damit Viren sich vermehren können, benötigen sie in der Regel die Unterstützung der von ihnen befallenen Zellen. Nur in deren Zellkern finden sie die...

Im Focus: Virus multiplication in 3D

Vaccinia viruses serve as a vaccine against human smallpox and as the basis of new cancer therapies. Two studies now provide fascinating insights into their unusual propagation strategy at the atomic level.

For viruses to multiply, they usually need the support of the cells they infect. In many cases, only in their host’s nucleus can they find the machines,...

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Titin in Echtzeit verfolgen

13.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

LogiMAT 2020: Automatisierungslösungen für die Logistik

13.12.2019 | Messenachrichten

Das feine Gesicht der Antarktis

13.12.2019 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics