Eine neue Generation von Antibiotika kann bei kleinen Peptiden liegen

Da arzneimittelresistente Bakterien - oder "Superbugs" - stärker werden und uns die aktuellen Antibiotika ausgehen, um sie zu töten, steigt der Druck, neue Arten wirksamer Medikamente zu finden. Jetzt schlägt ein Team in Deutschland vor, dass kleine Peptide - die Bakterien auf verschiedene Arten angreifen können - das Potenzial haben, eine neue Generation von Antibiotika zu bilden.

Eine neue Studie veröffentlicht in der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften, PNASUnter der Leitung von Forschern der Ruhr-Universität Bochum (RUB) wird gezeigt, wie Peptide - kurzkettige Aminosäuren, die kleiner als Proteine ??sind - entwickelt werden können, um Bakterienzellen anzugreifen, ohne menschliche Zellen zu schädigen und gleichzeitig die Entwicklung der Erreger zu erschweren Widerstand gegen sie.

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass viele antimikrobielle Peptide mit der Zellmembran von Bakterien interagieren und sie auf diesem Weg töten.

Um jedoch neue Medikamente zuzulassen, benötigen Bundesbehörden detaillierte Informationen über die zugrunde liegende Biologie und versichern, dass die Art und Weise, wie das neue Medikament pathogene Zellen angreift, menschliche Zellen nicht schädigt.

Das Team der RUB hat ein Peptid namens MP196 untersucht, das eine Gruppe sehr kleiner, positiv geladener Peptide - kationische Peptide - aus vier bis zehn Aminosäuren darstellt.

Sie wussten bereits von früheren Forschungen, dass MP196 verschiedene Bakterien bekämpfen könnte, darunter auch solche, die gegen mehrere Medikamente resistent sind - aber es war nicht klar, wie es gemacht wurde.

Mit ihrer neuen Studie zeigte das Team, dass MP196 mit Proteinen in der Zellmembran von Bakterien interferiert und dabei zwei wichtige Zellprozesse unterbricht: die Biosynthese der Zellwand und die Zellatmung.

Peptid unterbricht bakterielle Zellatmung und körperliche Unversehrtheit

Durch Unterbrechung der Biosynthese der Zellwand unterminiert das Peptid die physikalische Integrität der Bakterienzelle und unterbricht durch die Störung der Zellatmung die Produktion von ATP, dem Molekül, das die von der Zelle verbrauchte Energie speichert. Weniger ATP bedeutet, dass die Bakterienzelle weniger in der Lage ist, die großen Moleküle zu bilden, die sie braucht, um zu wachsen und gedeihen zu können.

Aufgrund der Natur dieser Störungen schlägt das Team vor, dass es auch für die Bakterien schwierig sein wird, eine Resistenz gegen Peptide wie MP196 zu entwickeln.

Im Rahmen der Studie entdeckten die Forscher auch, wie die Bakterienzelle auf den Angriff des Peptids reagiert. Sie schreiben:

"Wir beschreiben eine bakterielle Überlebensstrategie, bei der mechanosensitive Kanäle in der bakteriellen Membran eine Osmoprotektion gegen membrananziehende bakteriolytische Peptide bewirken."

Peptid beeinflusst menschliche Zellen nicht

Sie sind zuversichtlich, dass MP196 einen Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Medikamente bietet, die bestimmte Klassen von Bakterien angreifen, ohne menschliche Zellen zu schädigen, und ihre Ergebnisse tragen wesentlich zu dieser Entwicklung bei.

Sie erklären, dass MP196, um die Membran der Bakterienzelle anzugreifen, das Vorhandensein bestimmter Fettsäuren benötigt, die nur in dieser Klasse von Bakterien vorkommen - sie sind nicht in menschlichen Zellen vorhanden.

Die Studie ist Teil des vom Land Nordrhein-Westfalen kofinanzierten Projekts Innovative Antibiotika aus NRW (InA) und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung der Europäischen Union "In Ihre Zukunft investieren".

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