Konkurrenzkämpfe unter Krankheitserregern – Chance für neue Antibiotika Konkurrenzkämpfe unter Krankheitserregern – Chance für neue Antibiotika
Die Bakterien Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus sind zwei typische Krankenhauskeime, die beim Menschen eine Vielzahl von teilweise schweren Infektionen verursachen.Ein neu entdecktes gefundene... Konkurrenzkämpfe unter Krankheitserregern – Chance für neue Antibiotika

Die Bakterien Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus sind zwei typische Krankenhauskeime, die beim Menschen eine Vielzahl von teilweise schweren Infektionen verursachen.Ein neu entdecktes gefundene Molekül könnte daher als Grundlage für eine neue Generation von gezielt einsetzbaren Antibiotika genutzt werden. 

Durch die Interaktion als Partner oder Konkurrenten nehmen Bakterien entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung und den Verlauf von polymikrobiellen Krankheiten. In einer aktuellen Arbeit von Dr. Thomas Böttcher und dem Dissertanten seiner Arbeitsgruppe Dávid Szamosvári fanden die Forscher ein ungesättigtes Chinolon N-Oxid, das mit großer Wahrscheinlichkeit einer der Hauptakteure bei diesen Interaktionen ist. Möglicherweise ist es dafür verantwortlich, dass Pseudomonas aeruginosa das Wachstum von Staphylococcus aureus hemmt.

Was ist Staphylococcus aureus

Patienten mit Zystischer Fibrose haben in der Regel eine Infektion mit Staphylococcus aureus. Häufig wird dieser im späteren Verlauf durch Pseudomonas aeruginosa verdrängt. Beide Pathogene lösen ähnliche Krankheiten aus. Sie beanspruchen häufig denselben Raum und konkurrieren deshalb um die gleichen Ressourcen. Um sich zu wehren stellen sie diverse Stoffe gegen ihren jeweiligen Konkurrenten her. Pseudomonas aeruginosa produziert über 50 verschiedene Stoffe aus der Verbindungsklasse der Chinolone. Von diesen kennt man wiederum etwa 16 verschiedene Chinolon N-Oxide (AQNOs), die von Pseudomonas aeruginosa hergestellt und ausgeschüttet werden.

Boettcher_Pressefoto Universität Konstanz

Um die Bedeutung dieser verschiedenen AQNOs aufzuklären, wurden in der Arbeitsgruppe von Thomas Böttcher einige dieser Naturstoffe synthetisch hergestellt und auf ihre biologische Aktivität hin untersucht. „Wir haben hierbei zeigen können, dass es eine Verbindung gibt, deren Aktivität gegen Staphylococcus aureus um das Zehn- bis Zwanzigfache potenter ist als die der bereits bekannten Strukturen. Neben der Inhibition des Wachstums von Staphylokokken moduliert die Substanz bei niedrigeren Konzentrationen auch deren Verhalten“, erklärt der Doktorand Dávid Szamosvári.

Pseudomonas aeruginosa verändert somit sowohl das Wachstum von Staphylococcus aureus als auch dessen Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen. Auch die gefährlichen Antibiotika-resistenten MRSA (Methicillin-resistente Staphylococcus aureus)-Stämme könnten auf dieses Weise ausgeschaltet werden.

Die Hemmung des Wachstums von Staphylococcus aureus durch das Chinolon N-oxid

Die Hemmung des Wachstums von Staphylococcus aureus durch das Chinolon N-oxid geschieht letztendlich durch den Angriff an verschiedenen Punkten der bakteriellen Atmungskette. Der Energiehaushalt der Zelle wird heruntergefahren. In der Folge wächst die Zelle nicht mehr oder deutlich langsamer. „Es gibt noch kein Antibiotikum, das dieses Konzept ausnutzt. Der extrem effektive Inhibitor, den wir gefunden haben, ist ein interessanter Anknüpfungspunkt zur Entwicklung neuer synthetischer Stoffe als gezielt einsetzbare Antibiotika“, erläutert Thomas Böttcher.

Das Wissenschaftsjournal „Angewandte Chemie“ veröffentlicht die Ergebnisse in der Ausgabe vom 13 Juni 2017 als Frontcover-Story.

Originalveröffentlichung:
Dávid Szamosvári and Thomas Böttcher: An unsaturated quinolone N-oxide of Pseudomonas aeruginosa modulates growth and virulence of Staphylococcus aureus, 13. Juni 2017, Heft 25
Deutsche Ausgabe: https://doi.org/10.1002/ange.201702944

Faktenübersicht:
Förderung durch das Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie das Zukunftskolleg der Universität Konstanz.
Dávid Szamosvári wird durch ein Doktorandenstipendium der Konstanz Research School Chemical Biology (KoRS-CB) gefördert.
Mehr zu Antibiotika-Resistenzen: Bericht der Akademie der Wissenschaften in Hamburg und der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
www.degruyter.com/isbn/9783110306675 sowie der WHO Global Report on Surveillance zu „Antimicrobial Resistance“
http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/112642/1/9789241564748_eng.pdf
Quelle und Pressefoto/Boettcher: Universität Konstanz

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Lydia Dr. Polwin-Plass

Promovierte Journalistin und Texterin, spezialisiert auf die Themen Kultur, Wirtschaft, Marketing, Vertrieb, Bildung, Karriere, Arbeitsmarkt, Naturheilkunde und Alternativmedizin. Mehr über Dr. Lydia Polwin-Plass auf ihrer Website: http://www.text-und-journalismus.de