Forscher entdecken neues Antibiotikum auf Blattoberfläche eines Ackerunkrauts
Schweizer Forscher haben auf der Blattoberfläche eines weit verbreiteten Ackerunkrauts eine neuartige, antibiotisch wirksame chemische Substanz entdeckt. Ihre Ergebnisse zeigen, dass sich in diesem Mikrokosmos viele noch unbekannte Naturstoffe verbergen, die neue Medikamente ermöglichen könnten.
Gefahr durch multiresistente Keime wird immer größer
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) warnte vor kurzem vor einer bedrohlich steigenden Zahl der multiresistenten Keime. Die Zunahme von Antibiotikaresistenzen stellt für die Menschheit eine immer größere Gefahr dar. Wenn solche Arzneimittel nicht mehr wirken, können selbst kleine Entzündungen zu einem großen Risiko werden. Wird das Problem nicht bald unter Kontrolle gebracht, könnte es laut einer älteren Studie bis 2050 rund zehn Millionen Tote durch multiresistente Keime geben. Eine Entdeckung von Forschern aus der Schweiz könnte nun Chancen bieten, bestehende Antibiotikaresistenzen zu überwinden.
Bakterien produzieren selber Bakterien
Viele der heute verwendeten Antibiotika wurden auf der Basis von Naturstoffen entwickelt, die Bakterien selber produzieren, um andere Bakterien abzuwehren. Gesucht und gefunden hat man diese Stoffe vor allem im Boden.
Verschiedene Wissenschaftler gehen davon aus, dass Wirkstoffe gegen resistente Keime auch künftig aus der Erde stammen könnten.
Julia Vorholt und Jörn Piel vom Institut für Mikrobiologie der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich haben sich nun jedoch einem ganz anderen Ökosystem zugewandt: der Blattoberfläche von Pflanzen.
In einem vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms „Antimikrobielle Resistenz“ (NFP 72) unterstützten Projekt untersuchen sie Bakterienstämme von der Blattoberfläche der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana).
Dieser Mikrokosmos, Phyllosphäre genannt, ist sehr nährstoffarm. „Das führt zu grossem Konkurrenzdruck“, wird Vorholt in einer Mitteilung des SNF zitiert.
„Deshalb produzieren Bakterien unterschiedlichste Stoffe, mit denen sie ihren Lebensraum verteidigen.“
Denn trotz des knappen Nahrungsangebots bevölkert eine Vielzahl von Organismen die Phyllosphäre. Vorholt und Piel untersuchten mehr als zweihundert Bakterienstämme, die sich alle auf der in Europa häufig vorkommenden Wildpflanze Acker-Schmalwand finden.
Bestehende Resistenzen überwinden
Für die Stämme lagen zwar deren Genome entschlüsselt vor, sie wurden allerdings bislang kaum gezielt analysiert.
Die Wissenschaftler fanden insgesamt 725 antibiotische Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Stämmen, die somit dazu führen, dass sich bestimmte Bakterien nicht mehr vermehren.
„Die grosse Frage war natürlich, ob wir nur Stoffe gefunden haben, die bereits aus anderen Lebensräumen bekannt sind, oder ob wir auf Verbindungen mit ganz neuen Eigenschaften gestossen sind“, so Piel.
Dies nämlich wäre für die Antibiotika-Forschung äußerst wichtig: Sie sucht nach neuen Antibiotika mit Wirkmechanismen, die sich von denen der jetzigen Medikamente deutlich unterscheiden und so bestehende Antibiotikaresistenzen überwinden.
Absolut neuartige chemische Struktur
Um festzustellen, ob neue Antibiotika vorliegen, mussten die Schweizer Forscher die genauen chemischen Zusammensetzungen im Detail studieren.
Sie taten dies für Gencluster und Stoffe eines einzelnen Bakterienstamms, der sich als besonders aktiver Produzent erwiesen hat.
Dabei entdeckten sie mehrere antibiotisch wirkende chemische Stoffe. Einer davon, von den Forschenden Macrobrevin benannt, weist eine absolut neuartige chemische Struktur auf.
Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin „Nature Microbiology“ veröffentlicht.
Suche nach Antibiotika in der Natur ausweiten
„Wir werden nun abklären, ob Macrobrevin und andere neu entdeckte Substanzen auch gegen Bakterien wirken, die beim Menschen Krankheiten auslösen“, sagt Piel.
Noch höher als diese Möglichkeit schätzt er aber den Erfolg ein, gezeigt zu haben, dass es in der bisher wenig erforschten Phyllosphäre noch sehr viele Naturstoffe für Antibiotika zu entdecken gibt:
„Dieses unglaublich vielfältige Ökosystem kann mit Sicherheit noch sehr viele neue Ansätze für die Medizin liefern. Unsere Resultate bestätigen, dass es sich lohnt, die Suche nach Antibiotika in der Natur auszuweiten.“ (ad)
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Wichtiger Hinweis:
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