Potenzial von Bakteriengenomen für antibiotische Arzneimittel weitgehend unerschlossen

Braunschweig/Tübingen – Bakterien bieten ein großes Potenzial für die Entwicklung von antibiotischen Arz­neimitteln. Das berichtet ein internationales Forschungsteam um Nadine Ziemert vom Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) und dem Exzellenzcluster „Kontrolle von Mikroorganismen zur Bekämpfung von Infektionen“ der Eberhard Karls Universität Tübingen (CMFI). Die Gruppe hat ihre Ergebnisse in der Fachzeit­schrift Nature Microbiology vorgestellt (DOI: 10.1038/s41564-022-01110-2).

Naturstoffe bakteriellen Ursprungs werden seit Jahrzehnten als Quelle für Medikamente wie Antibiotika un­tersucht. „In den letzten Jahren hat die Entdeckung neuer Arzneimittel jedoch stagniert, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass das Ausmaß der chemischen Vielfalt in der Natur unbekannt ist und die Annahme besteht, dass ein großer Teil bereits entdeckt wurde“, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

Die Forschenden analysierten unter anderem rund 170.000 bakterielle Genome. Mithilfe einer Genom-Mi­ning-Strategie identifizierte das Team so genannte Biosynthesegencluster (BGCs) – das sind Cluster von Ge­nen in bakteriellen Genomen, die gemeinsam die Biosynthesewege von Naturstoffen kodieren.

Die Arbeitsgruppe gruppierte die BGCs nach Ähnlichkeit in Genclusterfamilien und entwickelte Algorithmen, um sie weiter zu untersuchen. Es zeigte sich: Das Potenzial von Bakterien für die Entwicklung neuer Arznei­stoffe ist mitnichten ausgeschöpft.

„Unsere bioinformatische Studie zeigte, dass bisher nur drei Prozent oder sogar weniger des genetischen Potenzials für die Produktion von Naturstoffen entdeckt wurden“, sagte Ziemert.

hil