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20. Mai 2019

Neuer Weg zu wirksamen Antibiotika

Wissenschaftler der ETH Zürich am Standort Basel haben eine neuartige Methode für die Suche nach antibiotischen Wirkstoffen entwickelt. Sie leisten auf diesem Weg einen Beitrag zur Bekämpfung der Resistenzen bei heute gebräuchlichen Antibiotika.

Es gibt eine schier unendliche Anzahl von Bakterien, und eine Vielzahl von ihnen produziert Stoffe mit antibiotischer Wirkung. Denn die Wirkstoffe, die beim Menschen eingesetzt werden, um bakterielle Krankheitserreger abzutöten, dienen den Bakterien dazu, ihr eigenes Überleben zu sichern. Wissenschaftler haben bisher Tausende von Bakterien – vor allem aus dem Boden – darauf hin untersucht, ob sie antibiotische Wirkstoffe produzieren, die sich zur Anwendung beim Menschen eignen. So entstanden Hunderte von antibiotisch wirkenden Medikamenten, die heute gegen Krankheitskeime eingesetzt werden. „Es gibt noch ein x-faches an Bakterien, deren Wirkstoffe wir bisher nicht kennen, und die es zu untersuchen lohnt, um weitere antibiotische Wirkstoffe zu finden“, sagt Dr. Steven Schmitt, der als Wissenschaftler in der Gruppe von ETH-Professor Sven Panke am Departement für Biosysteme der ETH Zürich am Standort Basel arbeitet.

Analyse von Millionen Bakterien

Im Rahmen seiner Doktorarbeit hat Steven Schmitt zusammen mit Forscherkollegen aus den Niederlanden und Deutschland eine neue Methode entwickelt, mit der eine grosse Zahl von Bakterien auf ihre Wirkstoff-Produktion hin untersucht werden kann. Mit der Hochdurchsatz-Analyse lassen sich in wenigen Tagen Millionen von Bakterien analysieren und auf antimikrobielle Wirkung hin testen. Für die Analyse werden Gel-Kügelchen von 0,5 Millimeter Durchmesser mit je einem Bakterium und Sensor-Bakterien beladen: Produziert das Bakterium einen antibiotisch wirkenden Stoff, sterben die Sensor-Bakterien ab. Die betreffenden Gel-Kügelchen können dann mit einem Fluereszenz-Farbstoff markiert und so jene Bakterien bestimmt werden, die Wirkstoffe herstellen, welche sich möglicherweise medizinisch nutzen lassen.

Elf Wirkstoff-Kandidaten

Bei der Untersuchung von genetisch modifizierten Mikroorganismem im Labor fanden die Forscher unter 6000 potenziellen Wirkstoff-Molekülen aus der Klasse der sogenannten 'Lantibiotika' deren elf, welche möglicherweise für eine medizinische Anwendung in Frage kommen, wie sie jüngst in der Fachzeitschrift 'Nature Chemical Biology' berichteten. Diese Wirkstoff-Kandidaten sollen in einem nächsten Schritt darauf hin untersucht werden, ob sie sich für den Einsatz beim Menschen eignen. Die neue Methode soll in Zukunft herangezogen werden, um Bakterien mit hoffnungsvollen Wirkstoff-Kandidaten zu finden; dabei kommen Bodenbakterien ebenso in Frage wie Bakterien, die auf oder im menschlichen Körper leben. „Der Vorzug unserer Methode ist nicht nur der hohe Durchsatz“, sagt Steven Schmitt. „Unsere Methode erlaubt es auch, gezielt nach Wirkstoffen zu suchen, mit welchen die zunehmend beobachteten Resistenzen bei gebräuchlichen Antibiotika umgangen werden können.“

Ein Wissenschaftler der #ETH Zürich am Standort Basel hat mit Kollegen eine neue Methode entwickelt, welche bei der Suche nach wirksamen #Antibiotika hilft. http://bit.ly/2HEbWmX #iph
Mikro-Gel-Kügelchen mit grün fluoreszierenden Sensor-Bakterien.
Mikro-Gel-Kügelchen mit grün fluoreszierenden Sensor-Bakterien. In zwei der Kügelchen (Mitte) wurden die Sensor-Bakterien von einem Wirkstoff abgetötet.

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