Neuer Therapieansatz ermöglicht effizientere Behandlung der Tuberkulose
Tuberkulose-Infektionen können schnell lebensbedrohlich werden und vielfach wird die Behandlung durch Resistenzen der Erreger erschwert. Neue Therapieansätze sind daher gefragt, die auch bei vorliegenden Resistenzen eine effiziente Behandlung ermöglichen. Hier haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM), der Harvard University und der Texas A&M University nun einen Wirkstoff identifiziert, der in Kombination mit Antibiotika zu einer wesentlichen Verbesserung der Therapie führt.
Die Forscher „fanden eine Substanz, die den Aufbau der Zellmembran des Bakteriums stört“ und „schon in geringer Konzentration und in Kombination mit einem bereits bekannten Antibiotikum die Wirkung um den Faktor 100“ verstärkt, so die Mitteilung der TMU. Bei der Behandlung lebensgefährlicher Tuberkulose-Infektionen bilde die wachsende Zahl von Antibiotika-Resistenzen eine der größten Herausforderungen und zudem werde die Therapie durch die dichte Mykomembran der Erreger erschwert, da die Membran die Wirkung vieler Pharmaka mindere.
Mykomembran schützt die Erreger
„Die Mykomembran ist eine Lipid-Doppelschicht, welche die Zellwand umhüllt und eine äußere Barriere bildet“, erläutern die Experten. Das Forscherteam um Professor Stephan A. Sieber von der TUM konnte in seiner aktuellen Studie nun eine Substanz identifizieren, die den Aufbau dieser Membran des Tuberkulose-Erregers Mycobacterium tuberculosis empfindlich stört. Dafür suchten sie nach einem Stoff, der ähnlich aufgebaut ist, wie die Mykolsäuren, welche einen wesentlichen Strukturbaustein der Mykomembran bilden. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in dem Fachmagazin „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.
Biosynthese der Mykomembran gehemmt
Die Mykolsäuren sind verzweigte ß-Hydroxy-Fettsäuren mit zwei langen Kohlenwasserstoffketten und ähnlich aufgbaute beta-Laktone könnten den gleichen Stoffwechselweg wie diese nutzen und die entscheidenden Enzyme blockieren, so die Hypothese der Forscher. Diese Vermutung hat sich in den Untersuchungen bestätigt und die Wissenschaftler entdeckten mit beta-Lakton „EZ120“ eine Substanz, die tatsächlich die Biosynthese der Mykomembran hemmt und die Mykobakterien effektiv abtötet.
EZ120 wirkt bereits in geringer Dosis
Mithilfe von Enzymtests und massenspektrometrischen Untersuchungen konnte Dr. Johannes Lehmann, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Organische Chemie II der TU München, zeigen, dass der neue Inhibitor vor allem die Enzyme Pks13 und Ag85 blockiert, die eine entscheidende Rolle beim Aufbau der Mykomembran spielen, so die Mitteilung der TUM. Zudem wirke EZ120 bereits in geringer Dosis, kann die Mykomembranen gut überwinden und zeigt nur eine geringe Toxizität gegenüber menschlichen Zellen, berichtet die Universität weiter.
Kombinierte Verwendung mit Antibiotika
Bei kombinierter Anwendung von Antibiotika und EZ120 wird laut Aussage der Wissenschaftler die Wirksamkeit der Antibiotika erheblich gesteigert. „Vancomycin, ein gängiges Antibiotikum, und EZ120 arbeiten hervorragend zusammen“, so Professor Sieber. Die gleichzeitige Anwendung ermögliche eine Reduzierung der Antibiotika-Dosis um mehr als das 100-fache. Vermutlich können die Antibiotika durch die Schwächung der Mykomembran leichter in die Bakterien eindringen, erläutert der Experte. Dies könnte nach Einschätzung der Forscher ein Ansatzpunkt für neuartige Tuberkulose-Therapien sein. (fp)
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