Neue Antibiotikaklasse entwickelt
Die von NFP 72-Forschenden mitentwickelte neue Substanzklasse zeigt besonders gegen die derzeit gefährlichsten antibiotikaresistenten Erreger grosse Effektivität.
Escherichia coli-Zellen, die mit einem neuartigen chimären peptidomimetischen Antibiotikum behandelt wurden. Blaue Zellen sind lebendig, während grüne Zellen bereits durch das Peptidomimetikum getötet werden. | Bild: Matthias Urfer
Eine Vielzahl von Krankheitserregern schützen sich mit einer äusseren Membran, die die Bekämpfung mit Antibiotika erschwert. Zudem begünstigt der breite Einsatz von Antibiotika die Entstehung von resistenten Bakterien. Sebastian Hiller vom Biozentrum der Universität Basel hat nun im Rahmen eines NFP 72-Projekts, in Zusammenarbeit mit der Polyphor AG sowie Wissenschaftlern der ETH und der Universität Zürich, eine neue Klasse von Antibiotika entdeckt, die ganz anders als bisherige Antibiotika wirken.
Mit dieser neuen Wirkstoffklasse lassen sich gezielt Infektionen mit gram-negative Bakterien bekämpfen. Diese Gruppe von Bakterien ist für eine Reihe lebensbedrohlicher Infektionen verantwortlich darunter Lungenentzündungen, Blutvergiftung, aber auch Cholera und Typhus.
Neue Wirkstoffklasse gegen Membranbestandteile gerichtet
Die Wirkstoffklasse mit dem Kürzel OMPTA (Outer Membrane Protein Targeting Antibiotics) greift zwei wichtige Bestandteile der äusseren Membran von gram-negativen Bakterien an: spezifische Membranproteine, insbesondere das Protein BamA, und sogenannte Lipopolysaccharide. Dadurch wird die Integrität der äusseren Schutzhülle und damit lebenswichtige Prozesse wie der Transport von Stoffen oder die Weiterleitung von Signalen gestört.
Hillers Team hat insbesondere zur Wirkungsweise der neuen Wirkstoffe wichtige Informationen geliefert. "Mit Hilfe der hochauflösenden NMR-Spektroskopie haben wir herausgefunden, an welcher Stelle der OMPTA-Wirkstoff am Membranprotein BamA bindet", sagt Hiller "Und wir konnten zeigen, dass diese Verbindung BamA in einen geschlossenen und damit inaktiven Zustand überführt". Dies blockiert den Einbau von neu produzierten Membranproteinen in die äussere Bakterienhülle.
Bekämpfung von schwer zu behandelnden Infektionen
Antibiotika dieser Klasse haben das Potenzial, schwer zu behandelnde Infektionen erfolgreich zu bekämpfen, selbst wenn die Infektionserreger gegen die herkömmlichen Antibiotika bereits resistent oder sogar multiresistent sind. Diese Entdeckung könnte einen grossen Durchbruch im Kampf gegen antibiotikaresistente Keime darstellen, die eine weltweite Gefahr für die Gesellschaft und die Gesundheitssysteme sind.
Erster Wirkstoffkandidat in präklinischer Prüfung
Wie Polyphor mitteilt, befindet sich der erste Kandidat dieser neuen Antibiotika-Klasse derzeit in der präklinischen Phase. Polyphor ist ein Biopharma-Unternehmen mit Sitz in Allschwil, welches sich auf die Entdeckung und klinische Entwicklung von immuno-onkologischen Wirkstoffen und neuartiger Antibiotika konzentriert.
- Interview Prof. Sebastian Hiller
- Projekt: "The molecular mechanism of outer membrane protein insertion by BamA and its role as a target for new antibiotics
Literatur: Anatol Luther et. al. Chimeric Peptidomimetic Antibiotics Against Gram-Negative Bacteria. Nature. 23 October 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1665-6