Infektiologie: Multiresistenten Bakterien auf den Pelz gerückt

28.06.2013
Foto: Elisabeth Memmel und Jürgen Seibel

Die Forscher verändern die Zelloberfläche des Bakteriums Staphylococcus aureus. Das könnte einen Durchbruch in der Infektions-
forschung bedeuten; © Julian Görl

Im Kampf gegen multiresistente Bakterien ist Chemikern der Universität Würzburg möglicherweise ein entscheidender Durchbruch gelungen. Mit einem Trick brachten sie die Bakterien dazu, ihre Zelloberfläche zu verändern. Das verringerte die Gefahr einer Infektion drastisch.

In Deutschland erkranken 4,3 Prozent aller Krankenhauspatienten während ihres Aufenthaltes an einer Infektion. Dies entspricht zwischen 400 000 und 600 000 Erkrankungen jedes Jahr, die bei 10 000 bis 15 000 Patienten zum Tod führen. Das ist das Ergebnis einer im Jahr 2012 veröffentlichten Studie, die das Sepsis-Forschungs- und Behandlungszentrum der Universität Jena durchgeführt hat. In etwa 15 Prozent dieser Fälle sind multiresistente Krankheitserreger für diese Infektionen verantwortlich. An vorderster Stelle steht dabei der sogenannte MRSA-Erreger: Methicillin-Resistente Staphylococcus Aureus.

Jetzt ist Würzburger Chemikern ein möglicher Durchbruch in der Infektionsforschung geglückt. Professor Jürgen Seibel und Elisabeth Memmel haben die Zelloberfläche des Bakteriums verändert. Die Folge: „Die Haftfähigkeit der Bakterien auf humanen Zellen und somit die Gefahr einer Infektion wurde stark vermindert“, so Seibel.

Die Wissenschaftler haben den Stoffwechsel der Bakterien gegen diese selbst verwendet. Dazu haben sie Zucker-analoge Strukturen chemisch hergestellt und zu der Nährlösung der Bakterien gegeben. Die Bakterien haben diese Moleküle verstoffwechselt und biosynthetisch auf ihrer Zelloberfläche eingebaut.

„Das Erstaunliche daran ist, dass die verwendeten Zuckerstrukturen bevorzugt in die Bakterien und kaum in humane Zellen eingebaut werden. Dies erlaubt uns, gezielt die Bakterien anzugreifen, ohne die humanen Zellen zu schädigen“, so Memmel.

Noch einen weiteren Trick setzten die Chemiker ein, um die Haftfähigkeit der Bakterien, die Adhäsion, zu humanen Zellen zu verringern: Die verwendeten Zuckerstrukturen enthielten eine spezielle Markierung. Diese macht sie auf der Oberfläche der Bakterien weiter chemisch veränderbar. Zum Einsatz kommt dabei die sogenannte Click-Reaktion. Hierbei handelt es sich um eine chemische Reaktion, bei der zwei ausgewählte, nicht natürlich vorkommende Molekültypen zu einer Einheit verschmelzen. Wie die beiden Forscher in ihrer Studie zeigen konnten, bleiben trotz dieser Manipulationen die biochemischen, parallel stattfindenden Reaktionen des Bakterien-Organismus unbehelligt.

Jürgen Seibel sieht in der neuartigen Methode die Möglichkeit, mehr über die Erkennungsprozesse zwischen Bakterien und humanen Zellen erfahren zu können. Ebenso ist er optimistisch, dass sich neuartige Medikamente gegen multiresistente Bakterien mit diesen Erkenntnissen entwickeln lassen werden. „Die meisten Antibiotika zielen darauf ab, die Zellwandbiosynthese oder andere lebensnotwendige Prozesse der Bakterien zu unterbinden. Mit dem neuen Ansatz versuchen wir, die Adhäsion zwischen Bakterien und humanen Zellen als Angriffspunkt zu nutzen“, so Seibel.

MEDICA.de; Quelle: Universität Würzburg