Hoffnung auf raffinierte Antibiotika – wissenschaft.de

Auch „schlechte“ Effekte lassen sich nutzen: Forscher haben berichtet, dass ein bekannter Erreger im Zuckerrohr die Quelle für dringend benötigte neue Antibiotika sein könnte. Sie interpretieren moderne Mechanismen, mit denen der „Kampfstoff“ eines Krankheitserregers für uns schädliche Bakterien abtöten kann. Es könnte nun den Weg für die Entwicklung von Antibiotika ebnen, die „Krankenhausviren“ nahezu resistenzfrei bekämpfen, sagten die Forscher.

Einer spricht von der „Antibiotika-Krise“: Die Wunderwaffen der Medizin verlieren zunehmend ihre Kraft – einige krankheitserregende Bakterien haben Resistenzen gegen gängige Wirkstoffe entwickelt. Wenn Sie sich mit einem solchen resistenten Virus infiziert haben, besteht Lebensgefahr, da die medizinischen Möglichkeiten näher waren als vor 100 Jahren. Inzwischen fallen jedes Jahr Tausende von Menschen diesem tödlichen Virus zum Opfer. Daher besteht ein dringender Bedarf an Wirkstoffen anstelle bisheriger Antibiotika.

Seit einiger Zeit konzentriert sich die Forschung auf einen Wirkstoff, der aus einer erstaunlichen Quelle stammt: Er entstand durch den Pflanzenpathogen Xanthomonas albilineans, der im Zuckerrohr sogenannte Blattschäden verursacht. Es wird vermutet, dass Krankheitserreger mit dem sogenannten Albicidin die Pflanze schädigen und so verbreiten. Neben seiner Funktion in der Blattevolution fanden Forscher bei der Untersuchung des Wirkstoffs auch starke antibakterielle Wirkungen: Albicidin-haltige Lösungen töten viele Keime ab, die beim Menschen Krankheiten hervorrufen können.

Auch Lesen :  Fuffzehnsechzehn - Ihre schönsten Lieder ::: Review (2022)

Wie wirkt Albicidin?

Es wurde bereits deutlich, dass die Wirkung auf der Störung von Enzymen beruht, die nur in Pflanzen und Bakterien vorkommen. So können Mensch und Tier von der Substanztherapie befreit werden. Die Verwendung von Albicidin für die Entwicklung von Antibiotika wurde jedoch bisher durch Unklarheit darüber behindert, wie der Wirkstoff das bakterielle Enzymsystem stört. Wie das internationale Forscherteam der TU Berlin jetzt berichtet, haben Fortschritte in der Technologie der Kristallelektronenmikroskopie klare Erkenntnisse ermöglicht. Durch die Untersuchung tiefgefrorener Protein-DNA-Komplexe können sich Wissenschaftler die komplexen Mechanismen, auf denen die Wirkung von Albicidin beruht, im Detail vorstellen.

Wie die Forscher erklären, richtet sich der Wirkstoff gegen Proteine, die in Pflanzen und Bakterien vorkommen und nennt sich DNA-Gyrase. Dieses Enzym bindet an DNA und rotiert sie – ein wesentlicher Prozess, damit Zellen richtig funktionieren. Dazu wird die Gyrase per DNA-Doppelhelix kurz geschnitten. Dies ist schwierig, da beschädigte DNA Zellen töten kann. Gyrase regeneriert normalerweise während seiner Verarbeitung schnell zwei DNA-Fragmente. An dieser Stelle ist klar, dass Albicidin stört, wie aus der Wahrnehmung von Eis in die Mikroumgebung ersichtlich ist.

Auch Lesen :  Diablo 2: Resurrected - Feiertagsüberraschungen warten in Sanktuario auf euch

Veredelungsblock mit Potenzial

Es wurde festgestellt, dass Albicidin eine L-Form bildet, die es ihm ermöglicht, auf komplexe Weise sowohl mit Gyrase als auch mit DNA zu interagieren. Die Wissenschaftler erklären, dass sich die Enzyme in dieser Situation nicht mehr bewegen können, um die End-DNA zusammenzubringen. Demnach ist die Wirkung von Albicidin vergleichbar mit der von sperrigen Elementen, die zwischen zwei Geräten eingeschlossen sind. Co-Autor Dmitry Ghilarov von der Jagiellonen-Universität in Krakau und dem John Innes Center in Norwich sagt: „Es ist ein großes Privileg zu sehen, wie ein Molekül an seinen Zweck gebunden ist und wie es funktioniert.“

Ein wichtiger Aspekt ist den Forschern zufolge, dass sich der Wirkmechanismus von Albicidin deutlich von herkömmlichen Antibiotika unterscheidet. Daher können seine Moleküle und Derivate heute gegen viele antibiotikaresistente Bakterien wirksam sein. “Darüber hinaus ist es aufgrund der Art der Wechselwirkung vernünftig, dass Albicidin es den Bakterien erschwert, Resistenzen zu entwickeln.” „Jetzt, da wir die Struktur verstehen, können wir versuchen, diese Tasche zu nutzen und diese Substanz weiter zu modifizieren, um ihre Wirksamkeit und medizinischen Eigenschaften zu verbessern“, erklärt Ghilarov.

Auch Lesen :  So will Hamburg die Wissenschaft wieder attraktiv machen

Auch hier können Forscher Erfolge vorweisen: Sie können ihre Erkenntnisse nutzen, um Varianten von Antibiotika mit verbesserten Eigenschaften chemisch zu synthetisieren. In ersten Labortests haben sie sich in geringen Konzentrationen als wirksam gegen einige der gefährlichsten Bakterien erwiesen. Das Team hofft, die Forschung bald in klinische Studien am Menschen vorantreiben zu können. Dies könnte zur Entwicklung neuer Arten von Antibiotika führen, die aufgrund der globalen Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen benötigt werden. „Wir glauben, dass dies einer der aufregendsten neuen Antibiotikakandidaten seit Jahren ist“, schließt Ghilarov.

Quelle: John Innes Center, TU Berlin, Artikel: Nature Catalysis, doi: 10.1038 / s41929-022-00904-1

Source

Leave a Reply

Your email address will not be published.

In Verbindung stehende Artikel

Back to top button