Selektive Antibiotika – die Natur als Vorbild

Inspiriert durch die Strukturen von Naturstoffen, entwickelten  Chemiker der Universität Konstanz selektive Wirkstoffe gegen die Erreger von Infektionskrankheiten

Mit zunehmender Gefahr durch multiresistente Keime werden neue Antibiotika dringender denn benötigt je. WissenschaftlerInnen entdeckten nun bisher unerforschte antibiotische Eigenschaften eines Naturstoffs, den man zuvor lediglich für ein bakterielles Signalmolekül hielt.

Antibiotika unterscheiden prinzipiell nicht zwischen Krankheitserregern und nützlichen Mikroben. Aus diesem Grund können sie die empfindliche Balance des Mikrobioms zerstören und bleibende Schäden hinterlassen. So wichtig Antibiotika für die Behandlung von Infektionskrankheiten auch sind, im Mikrobiom des Menschen hinterlassen sie eine Spur der Verwüstung. Magen-Darm-Beschwerden nach Antibiotikabehandlung sind hier noch die harmlosesten Folgen. Häufig treten auch resistente Krankheitserreger an die Stelle nützlicher Mikroben. Diese können später schwere Infektionskrankheiten hervorrufen oder zu chronischen Erkrankungen führen. Doch nich
t alle Mikroben sind gefährlich.
Die Arbeitsgruppe des Konstanzer Chemikers Dr. Thomas Böttcher, in Kooperation mit der Arbeitsgruppe des Konstanzer Biologen Prof. Dr. Christof Hauck ist nun mit ihrer Entdeckung der Lösung dieser Probleme einen Schritt näher gekommen.
Das Team mit den Doktoranden Dávid Szamosvári und Tamara Schuhmacher entwickelte und erforschte synthetische Abkömmlinge des Naturstoffs, die eine überraschend hohe Effizienz gegen den Krankheitserreger Moraxella catarrhalis (Der Erreger ist unter anderem für Mittelohrentzündungen bei Kindern sowie Infektionen bei Patienten mit chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen verantwortlich) zeigten. Hierbei wurde lediglich das Wachstum von Krankheitserregern dieser Spezies gehemmt, nicht jedoch das anderer Bakterien. Ein solch selektiver Wirkstoff konnte in einem weiteren Projekt auch für den Malariaerreger entwickelt werden.

Dies könnte die Grundlage für neuartige Präzisionsantibiotika sein. Antibiotika mit einer derartigen Spezies-Selektivität würden Präzisionseingriffe ermöglichen, um zielgerichtet Krankheitserreger auszuschalten, aber dabei die Artenvielfalt der nützlichen Mikroben zu erhalten.

Die spannenden Forschungsergebnisse werden in den aktuellen Ausgaben der Fachzeitschriften Chemical Science beziehungsweise Chemical Communications beschrieben.

Faktenübersicht: Relevante Originalveröffentlichungen:D. Szamosvári, T. Schuhmacher, C. Hauck, T. Böttcher (2019) A thiochromenone antibiotic derived from Pseudomonas quinolone signal selectively targets the Gram-negative pathogen Moraxella catarrhalis. Chem. Sci. 10: 6624-6628 https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/SC/C9SC01090D

D. Szamosvári, K. Sylvester, P. Schmid, K.-Y. Lu, E. R. Derbyshire*, T. Böttcher* (2019) Close the ring to break the cycle: Tandem quinolone-alkyne-cyclisation gives access to tricyclic pyrrolo[1,2-a]quinolin-5-ones with potent anti-protozoal activity. Chem. Commun. 55: 7009-7012
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cc/c9cc01689a