Pilzinfektionen: Chemische Verbindungen mit speziellen Metallen sind hocheffektiv

Spezielle Metalle gegen gefährliche Pilzinfektionen

Pilzinfektionen können in äußerst unterschiedlichen Formen auftreten. Oft zeigen sie sich als Infektionen der Haut, wie etwa beim Fußpilz. Manche Pilzinfektionen können aber auch tödlich enden. Forschende berichten nun, dass spezielle Metalle gegen solche gefährlichen Infektionen helfen können.

In einer neuen Studie wurde gezeigt, dass chemische Verbindungen mit speziellen Metallen hocheffektiv gegen gefährliche Pilzinfektionen sind. Mit diesen Ergebnissen könnten laut den Forschenden innovative Medikamente entwickelt werden, die gegen resistente Bakterien und Pilze wirksam sind. Die Studienergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „JACS Au“ veröffentlicht.

Medikamentenentwicklung kam fast zum Stillstand

Wie in einer Mitteilung der Universität Bern erklärt wird, erkranken jedes Jahr mehr als eine Milliarde Menschen an einer Pilzinfektion. Obwohl diese für die meisten Leute harmlos sind, sterben jährlich über 1,5 Millionen Patienten und Patientinnen an den Folgen einer solchen Infektion.

Während immer mehr Pilzstränge nachgewiesen werden, die gegen eine oder mehrere der derzeit verfügbaren Medikamente resistent sind, ist die Entwicklung von neuen Arzneimitteln in den letzten Jahren fast zum Stillstand gekommen. So laufen heute lediglich rund ein Dutzend klinische Studien mit neuen Wirkstoffen gegen Pilzinfektionen.

„Im Vergleich zu den über tausend Krebsmedikamenten, die zurzeit an Menschen getestet werden, ist dies eine verschwindend kleine Menge“, erläutert Dr. Angelo Frei vom Departement für Chemie, Biochemie und Pharmazie der Universität Bern, Erstautor der Studie.

Neue antimikrobielle Wirkstoffe finden

Um die Entwicklung von Pilz- und Bakterienwirkstoffen zu fördern, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der University of Queensland in Australien die Community for Open Antimicrobial Drug Discovery, kurz CO-ADD, gegründet.

Das ambitionierte Ziel dieser Initiative: neue antimikrobielle Wirkstoffe finden, indem Chemikern und Chemikerinnen weltweit angeboten wird, jegliche chemische Verbindungen kostenfrei gegen Bakterien und Pilze zu testen.

Der Fokus von CO-ADD lag laut Frei anfangs auf „organischen“ Molekülen, welche mehrheitlich aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff bestehen und keine Metalle enthalten.

Frei, der mit seiner Forschungsgruppe an der Universität Bern versucht, neue Antibiotika auf der Basis von Metallen zu entwickeln, fand aber heraus, dass mehr als 1.000 der über 300.000 von CO-ADD getesteten Verbindungen Metalle enthalten.

„Bei den meisten Leuten löst das Wort Metall in Verbindung mit Menschen Unbehagen aus. Die Meinung, dass Metalle für uns grundsätzlich schädlich sind, ist weit verbreitet. Allerdings stimmt dies nur bedingt. Ausschlaggebend ist, welches Metall in welcher Form angewendet wird“, so Frei, der bei der CO-ADD Datenbank der Verantwortliche für alle Metallverbindungen ist.

Hochaktive Metallverbindungen gegen resistente Pilzstränge

In der neuen Studie konzentrierten sich die Forscherinnen und Forscher jetzt auf die Metallverbindungen, die eine Aktivität gegen Pilzinfektionen zeigten. Insgesamt wurden 21 hochaktive Metallverbindungen gegen verschiedene resistente Pilzstränge getestet.

Diese enthalten die Metalle Kobalt, Nickel, Rhodium, Palladium, Silber Europium, Iridium, Platin, Molybdän sowie Gold. „Viele der Metallverbindungen zeigten gute Aktivität gegen alle Stränge und wirkten bis zu 30’000 mal aktiver gegen Pilze als gegen menschliche Zellen“, sagt Frei.

Die aktivsten Verbindungen wurden anschließend in einem Modellorganismus, den Larven der Wachsmotte, getestet. Dabei konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachten, dass nur eine der elf getesteten Metallverbindungen Anzeichen von Toxizität zeigte, während die anderen von den Larven gut toleriert wurden.

Im nächsten Schritt wurden dann einige Metallverbindungen in einem Infektionsmodell getestet, wobei eine Verbindung effektiv die Pilzinfektion in Larven reduzieren konnte.

Metallverbindungen in der Medizin

Metallverbindungen sind in der Medizin nicht neu: Das platinhaltige Cisplatin ist zum Beispiel eines der meistverwendeten Medikamente gegen Krebs. Trotzdem ist es noch ein weiter Weg, bis neue antimikrobielle metallhaltige Arzneimittel zugelassen werden könnten.

„Unsere Hoffnung ist, dass unsere Arbeit den Ruf von Metallen in der medizinischen Anwendung verbessert und andere Forschungsgruppen motiviert, dieses grosse, aber noch relativ unerforschte Feld weiter zu erkunden“, so Frei.

„Wenn wir das volle Potenzial des Periodensystems ausschöpfen, können wir möglicherweise verhindern, dass wir bald ohne effektive Antibiotika und Wirkstoffe gegen Pilze dastehen.“ (ad)