Forscher haben ein neues antibiotisches Molekül entdeckt, das gegen eine breite Palette von krankheitsverursachenden Bakterien - einschließlich Stämmen, die gegen handelsübliche Medikamente resistent sind - wirkt und für menschliche Zellen unschädlich ist. Das Molekül wurde in Bodenproben aus dem Garten eines Labortechnikers gefunden. Die Entdeckung bestätigt, dass sich "erschreckend interessante Dinge im Verborgenen abspielen", sagt Kim Lewis, ein Mikrobiologe an der Northeastern University, der nicht an der Forschung beteiligt war.
Das neue Molekül zielt auf das Proteinbildungszentrum der Bakterien, das Ribosom, in einer Weise ab, wie es andere Antibiotika nicht tun. Das Ribosom ist ein hervorragendes Ziel für Antibiotika, weil Bakterien nicht so leicht eine Resistenz gegen Medikamente entwickeln, die auf diese Struktur abzielen, fügt Lewis hinzu.
Neue Antibiotika werden benötigt, weil Bakterien bei fortgesetzter Anwendung Resistenzen gegen bestehende Medikamente entwickeln. 2021 wurde die bakterielle Resistenz gegen antimikrobielle Medikamente mit 1,1 Millionen Todesfällen weltweit in Verbindung gebracht, und diese Zahl könnte bis 2050 auf 1,9 Millionen steigen.
"Antibiotikaresistenzen stellen eine existenzielle Bedrohung für die Medizin dar", sagt Gerry Wright, Biochemiker an der McMaster University in Kanada und Mitautor einer Studie , die kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Wright und seine Kollegen machten sich auf die Suche nach Mikroben, die über bisher unbekannte Tricks zur Abtötung von Krankheitserregern verfügen. Sie sammelten Bodenproben in Petrischalen und ließen sie dann ein Jahr lang auf einem Nährboden wachsen. Dann setzten sie die Mikroben aus den Proben Escherichia coli aus, einem weit verbreiteten Darmbakterium, das schwere Krankheiten verursachen kann.
Eine der Proben zeigte eine starke antibakterielle Aktivität durch eine Art der Gattung Paenibacillus . Weitere Untersuchungen ergaben, dass dieses Bakterium ein Molekül produziert, in dem Peptide ein lassoähnliches Bündel bilden. Diese Art von Peptiden ist sehr robust und kann wahrscheinlich sogar die Verdauung überstehen.
Das Molekül, dem die Forscher den Namen Lariocidin gegeben haben, ist auch an das Ribosom und an die Transkriptions-RNA gebunden. Dadurch wird verhindert, dass der genetische Code richtig gelesen wird, und auch das Ergebnis des Schreibens des Codes wird beeinträchtigt. Letztendlich bedeutet dies, dass das Ribosom fehlerhafte Peptide produziert, von denen einige wahrscheinlich für das Bakterium giftig sind und es töten, sagt Lewis. Und weil Lariocidin anders wirkt als andere Antibiotika, haben die Erreger noch keine Resistenz dagegen entwickelt.
In zellulären Studien hat Lariocidin das Wachstum mehrerer verbreiteter bakterieller Krankheitserreger, einschließlich vieler multiresistenter Stämme, verlangsamt. Die Autoren sahen jedoch keine Hinweise auf eine Toxizität für menschliche Zellen. Die Forscher behandelten auch Mäuse, die mit dem Bakterium Acinetobacter baumannii C0286 infiziert waren, mit dem Medikament. Die unbehandelten Mäuse lebten bis zu 28 Stunden nach der Infektion, aber die behandelten Mäuse waren alle nach 48 Stunden noch am Leben und hatten geringere Mengen der Bakterien in ihrem Blut.
Wright sagt, dass er und seine Kollegen derzeit daran arbeiten, die Wirksamkeit des Moleküls als potenzielles Medikament zu verbessern. "Für ein Molekül, das gerade erst aus dem Boden aufgetaucht ist, sieht es ziemlich gut aus", sagt er, aber sie wollen seine Wirksamkeit noch steigern, so dass geringere Dosen erforderlich sind, um die Bakterien abzutöten. Bevor das Molekül zu einem Medikament für den Menschen gemacht werden kann, sind noch eine Reihe weiterer Tests erforderlich, unter anderem dazu, wie viel es sich im Körper anreichert und wie es ausgeschieden wird.
Das Molekül ist außerdem recht groß, was bedeutet, dass die Arzneimittelhersteller wahrscheinlich auch nach Möglichkeiten suchen werden, kleinere Versionen zu entwickeln, bei denen das Risiko von Off-Target-Effekten geringer ist, sagt Lewis.
