Forscher finden Mittel gegen multiresistente Keime in Bodenbakterien

Wissenschaftler haben in einem weit verbreiteten Bodenbakterium eine bislang übersehene Ansammlung von Genen entdeckt, die mehrere antibiotisch wirksame Substanzen hervorbringt. Auch solche, die gegen multiresistente Krankheitserreger wirken.

Genauer hingeschaut

Die Entdeckung wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Im Mittelpunkt steht die Bakteriengattung Streptomyces, die seit Jahrzehnten intensiv erforscht wird. Sie ist bereits als Quelle zahlreicher Antibiotika bekannt, darunter auch Streptomycin, das als erstes wirksames Mittel gegen Tuberkulose eingesetzt wurde.

Das Forschungsteam identifizierte nun einen sogenannten Megacluster aus Genen, der insgesamt vier antibiotische Wirkstoffe sowie ein Protein produziert. Diese greifen an verschiedenen Stellen in der Herstellung von Biotin, auch als Vitamin B7 bekannt, an. Biotin ist für das Wachstum und die Vermehrung bakterieller Zellen unverzichtbar.


Experten sehen darin einen besonders vielversprechenden Ansatz. Da die verschiedenen Substanzen denselben lebenswichtigen Stoffwechselweg an mehreren Punkten blockieren, fällt es Bakterien deutlich schwerer, durch einzelne Mutationen Resistenzen zu entwickeln. Gleichzeitig könnte die Entdeckung helfen, weitere ähnliche Gencluster aufzuspüren, die andere zentrale Stoffwechselprozesse von Bakterien angreifen.

Die Suche nach solchen Wirkstoffen dauerte Jahrzehnte. Das Team um den Biochemiker Eric Brown von der kanadischen McMaster University untersuchte bereits seit langer Zeit den Biotin-Stoffwechsel als mögliches Angriffsziel für neue Antibiotika. Dabei stellten die Forscher fest, dass bekannte Gene für biotinhemmende Substanzen Teil eines wesentlich größeren DNA-Abschnitts sind. Dieser enthält neben bekannten Wirkstofffamilien auch eine bislang unbekannte Gruppe von Verbindungen, die als Dapamycine bezeichnet werden.

Funktioniert in Mäusen

Um die Funktion des Genclusters zu bestätigen, übertrugen die Wissenschaftler einen mehr als 65.000 Basenpaare langen DNA-Abschnitt in einen Laborstamm von Streptomyces. Anschließende Versuche mit Mäusen, die mit einem multiresistenten Stamm des Darmbakteriums Escherichia coli infiziert waren, lieferten vielversprechende Ergebnisse. Zwei der Wirkstoffe reduzierten die Bakterienmenge in mehreren Organen deutlich. Besonders erfolgreich war eine Kombinationstherapie, die besser wirkte als die einzelnen Substanzen allein.

Andere Verbindungen zeigten bislang nur geringe Effekte. Nach Angaben der Forscher könnte dies daran liegen, dass sie sich schlechter in Wasser lösen oder im Körper schneller abgebaut werden. Vor allem die neu entdeckten Dapamycine sollen nun in weiteren Studien genauer untersucht werden.


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