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Mit pathogenspezifischen Antibiotika aus der Resistenzkrise

Donnerstag, 13. Juni 2019

/Grycaj, stock.adobe.com

Berlin – Spezifischer, verträglicher, umweltfreundlicher: Mit dieser Formel kann man der Zunahme antibiotikaresistenter Krankheitserreger begegnen. Darauf hat die isra­eli­sche Nobelpreis­trägerin und Ribosomenforscherin Ada Yonath hingewiesen. „Wir müssen neue, potente Antibiotika entwickeln, die spezifisch gegen bestimmte Patho­gene wirken, anstatt die derzeit favorisierten Breitspektumantibiotika einzusetzen“, sagte sie gestern bei einem Vortrag in der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften.

Die mittlerweile 80-jährige Yonath hat ihr Forscherleben – und mitunter auch einen Teil ihres Privatlebens, wie sie einräumte – der Erforschung der Ribosomen gewidmet. 2009 erhielt sie für die Aufklärung der Struktur und Funktion der „Proteinfabriken“ der Zelle den Nobelpreis für Chemie, zusammen mit Venkatraman Ramakrishnan und Thomas A. Steitz.

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„Da Ribosomen eine so fundamentale Rolle in der Zelle spielen, sind sie der Angriffs­punkt vieler Antibiotika“, so die israelische Strukturbiologin. Ribosomale Antibiotika lähmen bakterielle Ribosomen, indem sie sich an die RNA-Bindestellen heften und diese blockieren. Allerdings haben Bakterien mittlerweile Mechanismen entwickelt, um diese Bindestellen so zu modifizieren, dass Antibiotika sich nicht mehr anheften können.

Außerdem seien die Bindestellen und Funktionsmechanismen der meisten bekannten Antibiotika bei allen Bakterien gleich, fänden sich also auch bei den Bakterien, die das Mikrobiom ausmachen, sagte Yonath. In der Folge führten klassische Breitspektrum­antibiotika oft zu Störungen der empfindlichen Zusammensetzung des Mikrobioms, was zu verschiedenen Symptomen und Erkrankungen beitragen könne. Yonath geht davon aus, dass pathogenspezifische Antibiotika das Mikrobiom schonen.

Ribosome in action /youtube, EffortlessActions

„Wir haben die ribosomalen Strukturen von Krankheitserregern, zum Beispiel Staphy­lo­coccus aureus, mit denen von harmlosen Bakterien verglichen – und dabei kleine Unterschiede entdeckt“, berichtete Yonath. Einige davon in der Peripherie des Ribo­soms, andere im ribosomalen Kern.

Erste Experimente zeigten, dass die Funktion der Ribosomen in vitro gehemmt wer­den könne, indem man bestimmte Substanzen, zum Beispiel komplementäre DNA, an diese peripheren Regionen anhefte. „Insgesamt störte die In-vitro-Blockade von 16 der 25 identifizierten peripheren Bindestellen die Proteinbiosynthese des Bakteriums“, so Yonath.

Die als Inhibitoren eingesetzten Oligonukleotide könnten als Basis für künftige anti­mikrobielle Wirkstoffe dienen – allein oder in Verbindung mit anderen Komponenten. Und diese neue Generation von Antibiotika könnte hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften dahingehend optimiert werden, dass sie abbaubar sind und so nicht in die Umwelt gelangen.

Bisherige Antibiotika seien notorisch schwer abbaubar, so Yonath, weshalb sie in die Umwelt gelangten, etwa über die Bewässerungssysteme in der Landwirtschaft, und letztendlich auch in die Nahrungskette, was wiederrum zur Resistenzentwicklung bei­trage.

Yonath warnte aber auch, dass ihre Vorschläge Herausforderungen mit sich brächten: Zum einen müssten sich die diagnostischen Methoden verbessern, da Ärzte schnell und korrekt das krankheitserregende Pathogen identifizieren müssten, bevor sie ein pathogenspezifisches Antibiotikum verschreiben könnten.

Außerdem gebe es eine ökonomische Herausforderung: „Die meisten Pharmaunter­nehmen investieren kaum noch in die Entwicklung neuer Antibiotika, da sie nicht aus­reichend Gewinn bringen, um die Entwicklungskosten zu decken. Und pathogenspe­zifi­sche Antibiotika sind noch weniger profitabel als Breitspektrumantibiotika“, sagte Yonath. © nec/aerzteblatt.de

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