Pseudomonas aeruginosa: Besondere Eigenschaften als mögliches Angriffsziel für Medikamente

Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben untersucht, wie verschiedene Arzneistoffe auf das Pseudomonas aeruginosa wirken.

Das RUB-Team um Prof. Julia Bandow beschreibt die Analysen gemeinsam mit einer Gruppe der US-amerikanischen Duke University in „Antimicrobial Agents and Chemotherapy“, einem Journal der American Society for Microbiology.

Laut der Weltgesundheitsorganisation werden dringend neue Therapieoptionen für den Krankheitserreger benötigt, da einige Stämme bereits resistent gegen alle derzeit zugelassenen Antibiotika sind.

„Pseudomonas aeruginosa ist der Gram-negative Problemkeim schlechthin“, sagt Julia Bandow, Leiterin der RUB-Arbeitsgruppe Angewandte Mikrobiologie. Gram-negative Bakterien unterscheiden sich von Gram-positiven unter anderem darin, dass sie besondere Fett-Zucker-Verbindungen herstellen, die sie für den Aufbau ihrer äußeren Membran benötigen. „Einige Eigenschaften der Gram-negativen Bakterien könnten attraktive Angriffsmöglichkeiten für Antibiotika bieten“, so Bandow. „Speziell danach suchen wir.“

Im ersten Schritt wollten die Forschenden verstehen, warum P. aeruginosa gegen so viele herkömmliche Antibiotika resistent ist. Sie behandelten den Keim mit zwölf verschiedenen zugelassenen Antibiotika und dokumentierten die daraus resultierenden Veränderungen im Proteom. Daraus wiederum können sie ableiten, wie sich die Zelle gegen die Antibiotika zur Wehr setzt. Außerdem teilte das Team die einzelnen Substanzen je nach Ähnlichkeit der ausgelösten Effekte in Gruppen ein.

Des Weiteren testeten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die noch nicht zugelassene Substanz CHIR-090, die die Produktion von Fett-Zucker-Verbindungen blockiert. Verglichen mit den Effekten der zugelassenen Antibiotika erzeugte CHIR-090 eine einzigartige Proteom-Antwort. Dieser Stoffwechselweg wird bislang in der Praxis noch nicht als Angriffspunkt für Antibiotika genutzt. Daher sind bei den klinisch relevanten Bakterienstämmen noch keine Resistenzen gegen den Wirkstoff zu beobachten. „Man geht davon aus, dass sich Resistenzen gegenüber neuen Substanzklassen langsamer ausbilden als gegenüber Substanzen, die Abkömmlinge von herkömmlichen Antibiotika sind“, erklärt Bandow.

Das Centrum für systembasierte Antibiotikaforschung wird an der RUB in Zusammenarbeit mit der Lead Discovery Center GmbH (Dortmund) aufgebaut. Es soll der Erschließung neuer Wirkstoffe dienen und die Vernetzung mit Akteuren aus Wirtschaft und Hochschullandschaft regional und überregional intensivieren. Der Aufbau von Cesar wird vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und dem Land NRW mit rund vier Millionen Euro gefördert.