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Antibiotika-resistente Bakterien

Bakterieller Kaliumhaushalt als Angriffspunkt für neue Antibiotika?

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Erstautor Jan Gundlach, Abteilung Allgemeine Mikrobiologie des Instituts für Mikrobiologie und Genetik, präsentiert die Ergebnisse.
Erstautor Jan Gundlach, Abteilung Allgemeine Mikrobiologie des Instituts für Mikrobiologie und Genetik, präsentiert die Ergebnisse. (Bild: Georg-August-Universität Göttingen)

Jedes Jahr sterben weltweit etwa 700.000 Menschen an einer Infektion mit einem Antibiotika-resistenten Bakterium. Eine Zahl die sich laut einer Studie der Charité Berlin bis 2050 auf zehn Millionen erhöhen könnte. Nun haben Göttinger Forscher die Rolle eines Signalmoleküls im Zellhaushalt von Krankheitserregern entschlüsselt, das sich als vielversprechender Ansatzpunkt für neue Antibiotika erweisen könnte.

Göttingen – Viele gefährliche Krankheitserreger sind heute gegen eine Reihe von Antibiotika resistent. Daher ist die Suche nach neuen Wirkprinzipien und Wirkstoffen zur ihrer Bekämpfung ein zentrales Anliegen der mikrobiologischen Forschung. Von großer Bedeutung für die Entwicklung neuer Therapien sind sogenannte „essentielle Funktionen“ von Erregern: Funktionen, ohne die ein Bakterium nicht überleben kann. Viele Erreger, die schon Resistenzen gebildet haben, wie zum Beispiel Staphylococcus aureus MRSA, besitzen ein essentielles Signalmolekül, das sogenannte zyklische di-AMP. Ein von der Universität Göttingen geführtes Forscherteam hat nun erstmals beschrieben, warum dieses Molekül so bedeutsam ist.

Zentrales Signalmolekül im Kaliumhaushalt des Bakteriums

Die WissenschaftlerInnen um Professor Dr. Jörg Stülke vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen konnten zeigen, dass das zyklische di-AMP zentral für die Kontrolle des Kaliumhaushaltes im Bakterium ist. In jeder lebenden Zelle ist Kalium das mit großem Abstand häufigste positiv geladene Metallion, und es ist für viele zelluläre Prozesse unverzichtbar. Das Signalmolekül steuert nicht nur die Bildung der Kaliumkanäle, die das Ion aufnehmen, sondern auch deren Aktivität. „Besonders bemerkenswert ist dabei, dass das Molekül hierzu sowohl an Eiweiß- als auch an RNA-Moleküle binden kann, um zelluläre Funktionen zu steuern“, sagt Stülke.

Wichtiger Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Antibiotika

Für ihre Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler das harmlose Bakterium Bacillus subtilis, das mit dem gefährlichen Krankheitserreger Staphylococcus aureus MRSA eng verwandt ist. „Wir schließen aus unseren Befunden, dass die Synthese des zyklischen di-AMP ein wichtiger neuer Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Medikamente sein wird“, so Stülke. Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Verbundes arbeiten nun drei Göttinger Arbeitsgruppen daran, die Synthese des zyklischen di-AMP besser zu verstehen und auf der Grundlage dieses Wissens neue Wirkstoffe zu finden.

Originalpublikation: Jan Gundlach et al.: Control of potassium homeostasis is an essential function of the second messenger cyclic di-AMP in Bacillus subtilis. Science Signaling 2017. DOI: 10.1126/scisignal.aal3011

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