Callyaerine: Neues Wirkprinzip gegen Tuberkulose gefunden

Wissenschaftler haben eine Gruppe von Molekülen identifiziertund zu synthetisiert, die auf neue Art und Weise gegen den Auslöser der Tuberkulose wirken.

Wegen zunehmender Resistenzen wird nach neuen antibakteriellen Verbindungen und Wirkmechanismen gesucht, um auf deren Basis grundlegend neue Arzneimittel entwickeln zu können. Ein Forschungsteam um Prof. Rainer Kalscheuer vom Institut für Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und Prof. Markus Kaiser vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen (UDE) hat mit den Callyaerinen einen solchen grundlegend neuen Ansatz gefunden. Diese ursprünglich marinen Naturstoffe zählen chemisch zu den Cyclopeptiden.

„Uns ist es gelungen, die ursprünglich in Meeresschwämmen vorkommende Substanz chemisch zu synthetisieren, um mit ihr in Zellkulturen die Wirkung auf Tuberkulosebakterien zu testen“, erläutert Dr. David Podlesainski von der Universität Duisburg-Essen, einer der beiden Erstautoren der in „Cell Chemical Biology“ erschienenen Studie. „Dadurch konnten wir neue, potentere Derivate herstellen, die es in der Natur so nicht gibt. Erst wenn eine solche chemische Synthese gelingt, ist ein potenzieller Wirkstoff später auch im großen Maßstab als Medikament einsetzbar.“

Das Tuberkulosebakterium infiziert vor allem Makrophagen und vermehrt sich anschließend in diesen. Die Wissenschaftler fanden nun heraus, dass Callyaerine das Wachstum des Bakteriums innerhalb der menschlichen Zelle hemmen können. Emmanuel Tola Adeniyi, Doktorand an der HHU, noch ein Erstautor der Studie, erklärt: „Die Callyaerine greifen ein bestimmtes, für die Lebensfähigkeit des Bakteriums nichtessenzielles Membranprotein von Mycobacterium tuberculosis namens Rv2113 an. Geschieht dies, wird der Stoffwechsel des Bakteriums umfassend gestört und es am Wachstum gehindert. Menschliche Zellen bleiben dagegen von den Callyaerinen unberührt.“

Kalscheuer, Korrespondenzautor der Studie, ergänzt: „Mit den Callyaerinen haben wir einen neuen Wirkmechanismus entdeckt. Diese Stoffe blockieren nicht, wie andere Antibiotika, lebenswichtige Stoffwechselwege in der bakteriellen Zelle. Vielmehr greifen sie direkt ein nichtessenzielles Membranprotein des Bakteriums an, welches bislang nicht als möglicher Wirkort in Betracht gezogen wurde.“ Kaiser, der zweite Korrespondenzautor der Arbeit, legt den Fokus auf die weitere Perspektive: „In weiteren Forschungsarbeiten muss jetzt geklärt werden, wie Callyaerine genau mit Rv2113 interagieren und wie diese Interaktion verschiedene zelluläre Prozesse so stört, sodass M. tuberculosis nicht mehr wachsen kann. Wir konnten aber grundsätzlich zeigen, dass auch nichtessenzielle Proteine wertvolle Zielstrukturen für die Entwicklung neuartiger Antibiotika darstellen können.“