Neues kleines Molekül bietet Hoffnung im Kampf gegen Antibiotikaresistenz
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Forscher der Universität Oxford haben ein neues kleines Molekül entwickelt, das die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen in Bakterien unterdrücken und resistente Bakterien anfälliger für Antibiotika machen kann. Die Forschungsergebnisse wurden in Chemical Science veröffentlicht.
Der weltweite Anstieg antibiotikaresistenter Bakterien ist eine der größten Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit und Entwicklung, da viele häufige Infektionen immer schwieriger zu behandeln sind. Es wird bereits erwartet, dass medikamentenresistente Bakterien jedes Jahr direkt für etwa 1,27 Millionen Todesfälle weltweit verantwortlich sind und zu weiteren 4,95 Millionen Todesfällen beitragen. Ohne die rasche Entwicklung neuer Antibiotika und antimikrobieller Mittel wird diese Zahl deutlich steigen.
Neue Forschungsarbeiten unter der Leitung von Wissenschaftlern des Ineos Oxford Institute for Antimicrobial Research (IOI) und der Abteilung für Pharmakologie der Universität Oxford geben Anlass zur Hoffnung auf die Entdeckung eines kleinen Moleküls, das in Kombination mit Antibiotika die Entwicklung von Arzneimittelresistenzen bei Bakterien hemmt.
Eine der Möglichkeiten, wie Bakterien gegen Antibiotika resistent werden, sind neue Mutationen in ihrem genetischen Code. Einige Antibiotika (wie Fluorchinolone) wirken, indem sie die DNA von Bakterien schädigen, was zum Zelltod führt. Diese DNA-Schäden können jedoch einen Prozess auslösen, der als „SOS-Reaktion“ in den betroffenen Bakterien bekannt ist. Die SOS-Reaktion repariert beschädigte DNA in Bakterien und erhöht die Rate genetischer Mutationen, was die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen beschleunigen kann. In einer neuen Studie haben Wissenschaftler aus Oxford ein Molekül identifiziert, das die SOS-Reaktion unterdrücken und damit die Wirksamkeit von Antibiotika gegen diese Bakterien erhöhen kann.
Die Forscher untersuchten eine Reihe von Molekülen, von denen zuvor berichtet wurde, dass sie die Empfindlichkeit von Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (MRSA) gegenüber Antibiotika erhöhen und die SOS-Reaktion von MRSA verhindern. MRSA ist eine Bakterienart, die normalerweise harmlos auf der Haut lebt. Wenn sie jedoch in den Körper gelangt, kann sie eine schwere Infektion verursachen, die eine sofortige Behandlung mit Antibiotika erfordert. MRSA ist resistent gegen alle Beta-Lactam-Antibiotika wie Penicilline und Cephalosporine.
Die Forscher veränderten die Struktur verschiedener Teile des Moleküls und testeten ihre Wirkung gegen MRSA in Kombination mit Ciprofloxacin, einem Fluorchinolon-Antibiotikum. Dies ermöglichte die Identifizierung des wirksamsten SOS-Reaktionsinhibitormoleküls namens OXF-077. In Kombination mit verschiedenen Antibiotika unterschiedlicher Klassen machte OXF-077 diese wirksamer bei der Verhinderung des sichtbaren Wachstums von MRSA-Bakterien.
In einer wichtigen Erkenntnis testete das Team dann die Anfälligkeit von Bakterien, die mehrere Tage lang mit Ciprofloxacin behandelt wurden, um festzustellen, wie schnell sich mit oder ohne OXF-077 eine Resistenz gegen das Antibiotikum entwickelt. Sie fanden heraus, dass die Entstehung einer Ciprofloxacin-Resistenz bei mit OXF-077 behandelten Bakterien im Vergleich zu nicht mit OXF-077 behandelten deutlich unterdrückt wurde. Dies ist die erste Studie, die zeigt, dass ein SOS-Reaktionshemmer die Entwicklung einer Antibiotikaresistenz bei Bakterien unterdrücken kann. Darüber hinaus stellte OXF-077 bei der Behandlung zuvor Ciprofloxacin-resistenter Bakterien deren Empfindlichkeit gegenüber dem Antibiotikum auf das Niveau von Bakterien wieder her, die keine Resistenz entwickelt hatten.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass OXF-077 ein nützliches Werkzeugmolekül für die weitere Untersuchung der Auswirkungen der SOS-Reaktionshemmung bei Bakterien und für die Behandlung antibiotikaresistenter Infektionen ist. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Eignung dieser Moleküle für den Einsatz außerhalb des Labors zu testen. Sie wird Teil der laufenden Zusammenarbeit zwischen IOI und der Pharmakologischen Fakultät von Oxford sein, um neue Moleküle zu entwickeln, die die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen verlangsamen und/oder umkehren.