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Immer häufiger schlagen antibiotikabasierte Behandlungen gegen chronische Lungenerkrankungen fehl. Das Problem ist auf antimikrobielle Resistenzen zurückzuführen, welche Gesundheitssysteme weltweit vor erhebliche Herausforderungen stellen. Einem deutschen Forschungsteam gelang es nun allerdings eine innovative Wirkstoffkombination auf Naturstoffbasis zu entwickeln – diese erwies sich sogar gegen äußerst resistente Keime als effektiv.
Multiresistente Erreger weltweit auf dem Vormarsch
Zahlreiche Lungenerkrankungen werden durch sogenannte gramnegative Erreger wie Pseudomonas aeruginosa hervorgerufen. Ursprünglich konnten Mediziner diese Pathogene in vielen Fällen erfolgreich durch eine Antibiotikatherapie eliminieren. Mittlerweile sind Resistenzen gegen das elementare Arzneimittel jedoch weltweit auf dem Vormarsch – eine ernstzunehmende Gefahr vor allem für immunschwache Patienten. Um Erkrankte weiterhin effektiv behandeln zu können, forschen Experten an neuartigen Antibiotikavarianten mit dem Ziel Resistenzen bestmöglich zu umgehen. Im Rahmen der aktuellen Studie untersuchten Forscher der Pädiatrischen Infektiologie des LMU Klinikums München in Kooperation mit Fachleuten des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) sowie der Justus-Liebig-Universität Gießen nun die Wirksamkeit eines vielversprechenden Antibiotika-Wirkstoffes.
Vielversprechende Naturstoffklasse optimiert
Das interinstitutionelle Forschungsteam entwickelte einen antibiotikabasierten Wirkstoff, der gramnegative Keime gezielt eliminiert. Die Substanz stellte sich auch gegen die weitverbreiteten multiresistenten Pseudomonas-Stämme als wirksam heraus. Im Zuge des aktuellen Forschungsprojektes gelang es den Experten die Naturstoffklasse der sogenannten Darobactine für den medizinischen Einsatzbereich zu verbessern. „Es handelt sich um neuartige Peptide, die gramnegative Bakterien an einem bislang klinisch nicht genutzten Wirkort angreifen“, erläutert Prof. Schäberle. „Bisher zeigen die Darobactine, bei sehr guter antimikrobieller Aktivität in-vivo, keine Zelltoxizität – eine Kernvoraussetzung für den Einsatz als Antibiotikum“, berichtet der Mediziner.
Dank umfangreicher biotechnologischer Experimente an Naturstoffen konnte die Produktion des Wirkstoffes optimiert werden. Mittlerweile sind die Forscher sogar dazu in der Lage chemische Verbindungen mit vergleichbarer biologischer Wirkung zu erzeugen.
Wirksamkeit an Mukoviszidose-Erregern getestet
Die Wissenschaftler der Justus-Liebig-Universität erstellten eine biotechnologische Plattform, die dazu dient Darobactine zu generieren und dem Behandlungszweck entsprechend zu modifizieren. Gemeinsam mit einem Team des Dr. von Haunerschen Kinderspital am LMU Klinikum München überprüften die Mediziner anschließend die Wirksamkeit der Naturstoffe gegen multiresistente Keime, die Patienten mit Mukoviszidose entnommen wurden. Hierbei handelt es sich um einen schwerwiegenden Gendefekt, bei dem sich zähflüssiger Schleim in der Lunge bildet und die Funktionsweise des Atmungsorgans somit erheblich einschränkt.
Naturstoffe als Hoffnungsträger gegen Mukoviszidose?
Dr. Ulrich von Both, pädiatrischer Infektiologe am LMU Klinikum München, forscht aktiv an innovativen Therapieansätzen, um die Lebensqualität Mukoviszidose-Erkrankter zu verbessern. Laut dem Experten seien die gewonnenen Erkenntnisse eine zentrale Forschungsgrundlage, die langfristig Hoffnung auf eine effektive Therapie von Patienten mit dieser Stoffwechselerkrankung gebe. Bislang stellte sich die Behandlung als schwierig heraus, da viele Betroffene selbst gegen Reserve-Antibiotika Resistenzen entwickelten. Hinsichtlich der neuen naturstoffbasierten Wirkstoffklasse zeigt sich der Mediziner hingegen optimistisch: „Die neue Substanzklasse der Darobactine ist sehr vielversprechend, da sie nicht nur gegen Pseudomonas-Erreger, sondern auch gegen weitere klinisch relevante Erreger wie Klebsiella pneumoniae und Acinetobacter baumannii wirksam ist.“
Aktuell arbeiten die Forscher daran den entwickelten Wirkstoff möglichst schnell in Arzneimitteln einzusetzen, um den Therapieerfolg bei zahlreichen Lungenerkrankungen voranzutreiben.
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