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Pilzinfektion der Schleimhaut Eingeschleimte Pilze als Ansatz für neue Medikamente

Quelle: Pressemitteilung

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Die meisten Menschen haben den Pilz Candida albicans in den Schleimhäuten, der in seiner schädlichen Form sogar tödlich sein kann. Doch unsere Schleimhäute halten den Pilz i. d. R. in seiner harmlosen Variante. Wie das funktioniert, haben Forscher aus der Schweiz und den USA untersucht. Ihre Studie könnte neue Mittel gegen Pilzinfektionen hervorbringen.

Candida albicans in seiner harmlosen (l.) und seiner infektiösen (r.) Form. Der weiße Balken entspricht 20 Mikrometern.
Candida albicans in seiner harmlosen (l.) und seiner infektiösen (r.) Form. Der weiße Balken entspricht 20 Mikrometern.
(Bild: Julie Takagi et al., Nat. Chem. Biol. 2022, Koloration: Daniel Mathys, Universität Basel)

Basel/Schweiz, Massachusetts/USA – Die meisten Menschen bemerken gar nicht, dass sie einen potenziell schädlichen Erreger in sich tragen. Dass sich der Pilz Candida albicans in unserem Körper nicht negativ bemerkbar macht, verdanken wir z. T. einer Substanz, die normalerweise nicht hoch im Kurs steht: Schleim. Das Sekret, das alle Schleimhäute des Körpers bedeckt, hält diesen Hefepilz in Schach. Doch welche Bestandteile des Schleims genau für seine erregerhemmenden Eigenschaften verantwortlich sind, war bisher unklar.

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Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Dr. Rachel Hevey von der Universität Basel und Prof. Dr. Katharina Ribbeck vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat diese Bestandteile nun identifiziert: spezialisierte Zuckermoleküle, Glykane genannt. Wie die Forscher in ihrer Publikation berichten, können bestimmte Glykane die so genannte Filamentierung von Candida albicans unterdrücken, also den Wechsel der harmlosen Pilzversion zur infektiösen Form.

Den Zucker im Schleim identifizieren und reproduzieren

Glykane sind ein Hauptbestandteil von Mucinen, den gel-bildenden Polymeren, aus denen Schleim besteht. Mucine enthalten viele verschiedene Glycane. Neuere Studien deuten darauf hin, dass diese spezialisierten Zuckermoleküle bestimmte Krankheitserreger im Zaum halten können.

Um zu testen, welche der mehreren hundert verschiedenen Glykane im Schleim mit Candida albicans interagieren, verglichen die Wissenschaftler die molekulare Zusammensetzung verschiedener Schleimproben, welche in Laborversuchen die Filamentbildung des Pilzes unterdrückten. So fanden sie heraus, welche der Glykane in allen untersuchten Proben am häufigsten vorkamen.

Die weitere Analyse von sechs dieser Substanzen war dann allerdings eine besondere Herausforderung, wie Hevey erklärt: „Es ist fast unmöglich, Glykane aus Schleimproben zu isolieren. Die einzige Möglichkeit, ihre Eigenschaften zu untersuchen, besteht darin, sie zu synthetisieren. Aber das ist ein äußerst komplexes chemisches Verfahren.“ Sie und ihre Kollegen gehören laut eigenen Angaben zu den wenigen Forschungsgruppen weltweit, die eine Methode zur Synthese dieser Moleküle entwickelt haben.

Schlüssel gegen Pilzinfektionen

Ribbeck und ihr Team am MIT bestätigten anschließend die Wirkung der synthetisierten Glykane auf Candida albicans im Experiment. In Verbindung mit Ribbecks früheren und laufenden Arbeiten an anderen Krankheitserregern sind die Forscher überzeugt, dass Glykane der Schlüssel zu einer neuen Klasse von Medikamenten gegen Pilzinfektionen (Antimykotika) sein könnten. „Es zeichnet sich ab, dass Schleim eine umfangreiche Bibliothek kleiner Moleküle mit vielen Virulenzhemmstoffen gegen alle möglichen problematischen Erreger enthält, die nur darauf warten, entdeckt und genutzt zu werden“, sagt Ribbeck.

In seiner schädlichen Form kann Candida Erkrankungen wie Mundsoor, vaginale Hefepilzinfektionen oder sogar eine lebensbedrohliche systemische Infektion verursachen, die das Blut, das Herz und andere Teile des Körpers angreift und in etwa 40 Prozent der Fälle tödlich verläuft. Es gibt dagegen nur wenige wirksame Medikamente (Antimykotika) – die Behandlung dieser Infektionen bleibt also eine Herausforderung.

„Es besteht ein dringender Bedarf an neuen Antimykotika“, sagt Hevey. „Lange Zeit dachte man, dass Glykane nur für die ‚Schleimigkeit‘ des Schleims verantwortlich sind. Jetzt sehen wir, dass sie tatsächlich den Weg für neue, dringend benötigte Medikamente gegen problematische Krankheitserreger ebnen könnten.“ Das Team sucht derzeit nach Möglichkeiten, Glykane zu verschiedenen Bereichen im Körper zu bringen.

Originalpublikation: Julie Takagi et al.: Mucin O-glycans are natural inhibitors of C. albicans pathogenicity, Nature Chemical Biology (2022), DOI: 10.1038/s41589-022-01035-1

(ID:48408607)

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