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Neue Wirkstoffe gegen bakterielle Erreger „Fußfessel“ für Bakterien als Alternative zu Antibiotika?

Quelle: Pressemitteilung

Wer sich nicht weit bewegen kann, kann auch keinen großen Schaden anrichten. Dieses Prinzip verfolgen Forscher aus München und Berlin bei ihren neu entdeckten Wirkstoffen gegen krank machende Bakterien. Die Substanzen hemmen die Beweglichkeit der Erreger und könnten so als Ergänzung oder gar Alternative zu Antibiotika dienen.

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Eine neue Art von Wirkstoffen funktioniert ähnlich wie eine Fußfessel: sie schränkt die Beweglichkeit von krankmachenden Bakterien ein und hindert diese so an der Ausbreitung im Körper (Symbolbild).
Eine neue Art von Wirkstoffen funktioniert ähnlich wie eine Fußfessel: sie schränkt die Beweglichkeit von krankmachenden Bakterien ein und hindert diese so an der Ausbreitung im Körper (Symbolbild).
(Bild: © Marek Pilczuk, © lucadp - stock.adobe.com.jpeg - [M] bearbeitet von VCG)

Berlin, Braunschweig – Er ist einer der am weitesten verbreiteten bakteriellen Krankheitserreger und weltweit verantwortlich für hunderttausende Fälle von Magengeschwüren und Magenkrebs jedes Jahr: Helicobacter pylori. Aufgrund von zunehmenden Resistenzen des Bakteriums gegen aktuell verfügbare und therapeutisch eingesetzte Antibiotika werden dringend neue Wirkstoffe benötigt. Einer Gruppe von Wissenschaftlern an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) ist es nun gelungen, dem Erreger mit neuen Substanzen zu Leibe zu rücken. Die Forscher haben entdeckt, dass bestimmte Stoffe die Fortbewegungsfähigkeit der Bakterien hemmen und damit ihrer Vermehrung und pathogenen Aktivität vorbeugen könnten.

„Die Fähigkeit, sich im zähflüssigen Milieu des Magenschleims bewegen zu können, ist für das Überleben und die Vermehrung von H. pylori essenziell“, erklärt Professorin Christine Josenhans, Wissenschaftlerin am Max-von-Pettenkofer-Institut der LMU und im DZIF. Diese Fähigkeit des Bakteriums wollen sich die Wissenschaftler für alternative Therapien zunutze machen.

Bewegung der Erreger einschränken

In Zusammenarbeit mit Forschern am Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig, der Medizinischen Hochschule Hannover und der Berliner Charité testete das Team annähernd 4.000 chemische Substanzen auf ihre mögliche Wirkung auf die Bewegungsmaschinerie der Bakterien. H. pylori trägt an einem Ende der Bakterienzelle ein Bündel von rotierenden Geißeln, die wie Schiffsschrauben agieren und die Bakterien im Magenschleim antreiben. Mithilfe eines speziell entwickelten Screening-Verfahrens identifizierten die Wissenschaftler mehrere Substanzen, die den Aufbau dieser bakteriellen Propeller hemmen und dem Bakterium quasi eine Fußfessel anlegen.

Die elektronenmikroskopische Aufnahme (violett) zeigt das Ende eines stäbchenförmigen Helicobacter-pylori-Bakteriums, an dem ein Flagellum − der Propellerantrieb des Bakteriums − angeheftet ist. Bildausschnitt links oben: Schema einer ganzen bakteriellen Zelle mit Propellerflagellen. Der Aufbau sowie die Drehung des Propellers können mit den neuentdeckten Substanzen gehemmt werden.
Die elektronenmikroskopische Aufnahme (violett) zeigt das Ende eines stäbchenförmigen Helicobacter-pylori-Bakteriums, an dem ein Flagellum − der Propellerantrieb des Bakteriums − angeheftet ist. Bildausschnitt links oben: Schema einer ganzen bakteriellen Zelle mit Propellerflagellen. Der Aufbau sowie die Drehung des Propellers können mit den neuentdeckten Substanzen gehemmt werden.
(Bild: Christine Josenhans and Shin-Ichi Aizawa, LMU)

Die Mikrobiologen testeten vielversprechende Wirkstoffe in Mäusen, die mit H. pylori infiziert sind. Für eine der Substanzen beobachteten sie, dass sich die Bakterien deutlich weniger im Magen vermehrten, ohne dass dabei die normale bakterielle Darmflora signifikant geschädigt wurde. „Das wäre ein großer Vorteil gegenüber herkömmlichen Antibiotika, die häufig auch die unverzichtbaren ‚guten‘ Darmbakterien dauerhaft angreifen“, sagt Josenhans, die Letztautorin der Studie ist.

Aussicht auf weniger Antibiotika-Einsatz und -Resistenzen

Für eine erfolgreiche Behandlung einer H.-pylori-Infektion müssen derzeit mehrere Klassen von Antibiotika kombiniert werden, was z. T. zu schweren Nebenwirkungen sowie weiter zunehmenden Antibiotikaresistenzen der Bakterien führt. „Die von uns ‚Antimotiline‘ genannten Substanzen könnten eine Ergänzung oder Alternative zu konventionellen Antibiotikatherapien darstellen und langfristig dazu beitragen, die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen zu reduzieren“, betont Prof. Sebastian Suerbaum, Lehrstuhlinhaber für Medizinische Mikrobiologie am Max-von-Pettenkofer-Institut und Erstautor der Publikation. Als nächstes soll die genaue Wirkweise der aktiven Substanzen identifiziert sowie diese als neue antibakterielle Therapie weiterentwickelt werden, wie Letztautorin Josenhans hinzufügt.

Originalpublikation: Suerbaum S, Coombs N, Josenhans C et al.: Identification of Antimotilins, Novel Inhibitors of Helicobacter pylori Flagellar Motility That Inhibit Stomach Colonization in a Mouse Model, Mbio, 01 Mar 2022; DOI: 10.1128/mbio.03755-21

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