Forskere rapporterer bio-inspirerede selektive antibiotika

Da multiresistente bakterier bliver mere og mere en trussel, vi har mere end nogensinde brug for nye antibiotika nu. Desværre, antibiotika kan ikke skelne mellem patogener og gavnlige mikrober. De kan ødelægge mikrobiomets sarte balance - hvilket resulterer i permanente skader. Forskerholdet af kemiker Dr. Thomas Böttcher har nu taget et væsentligt skridt hen imod at løse disse problemer. I samarbejde med teamet af biolog professor Christof Hauck, også fra Konstanz, forskerne opdagede antibiotiske egenskaber ved et naturligt produkt, som hidtil kun var blevet betragtet som et bakterielt signalmolekyle. Holdet, herunder doktorgradsforskerne Dávid Szamosvári og Tamara Schuhmacher, udviklet og undersøgt syntetiske derivater af det naturlige stof, der viste sig overraskende effektivt mod patogenet Moraxella catarrhalis . I processen, kun væksten af ​​disse patogener blev hæmmet, ikke væksten af ​​andre bakterier. I et yderligere projekt, det lykkes forskerne at udvikle endnu et selektivt middel til at bekæmpe malariaparasitten. Disse resultater kan føre til et nyt grundlag for nye præcisionsantibiotika. Forskningsresultaterne er publiceret i de aktuelle udgaver af tidsskrifterne Kemisk Videnskab og Kemisk kommunikation .

Lige så vigtigt som antibiotika er til behandling af infektionssygdomme, de efterlader et spor af ødelæggelse i det menneskelige mikrobiom. Mave-tarmlidelser efter antibiotikabehandlinger er et af de mindste problemer i denne sammenhæng. Ret ofte, resistente patogener erstatter gavnlige mikrober. Senere, disse kan forårsage alvorlige infektionssygdomme eller kroniske sygdomme. Imidlertid, ikke alle mikrober er farlige. Tværtimod, mange mikroorganismer lever i fredelig sameksistens med os, og er endda afgørende for menneskers sundhed. Vi mennesker er ægte mikrokosmos og er vært for flere mikrober end menneskelige celler. Men dette økosystem, det menneskelige mikrobiom, er skrøbelig. Allergier, overvægtig, kroniske inflammatoriske tarmsygdomme og endda psykiatriske lidelser kan være resultatet af et beskadiget mikrobiom. Spørgsmålet er, hvordan kan vi bevare denne økologiske mangfoldighed i tilfælde af en mikrobiel infektion?

Forskerholdet undersøgte oprindeligt bakteriens signaler Pseudomonas aeruginosa . En forbindelse vakte deres interesse, da den meget selektivt hæmmede væksten af ​​patogenet Moraxella catarrhalis . Dette patogen forårsager, for eksempel, mellemørebetændelse hos børn samt infektioner hos patienter med kronisk obstruktive lungesygdomme. Den syntetiske stilladskonstruktion af dette naturlige produkt resulterede i en ny sammensætningsklasse med enorm antibiotikaeffektivitet. Hvad der virkelig var overraskende var stoffets selektivitet:Kun væksten af Moraxella catarrhalis blev hæmmet, ikke andre bakteriers. Selv nært beslægtede bakterier fra samme art forblev fuldstændig upåvirkede.

I øjeblikket, Thomas Böttcher og Christof Hauck undersøger virkningsmekanismen for dette meget selektive antibiotikum mod patogenet Moraxella catarrhalis . Antibiotika med en sådan selektivitet ville gøre præcisionsbehandling mulig og specifikt eliminere patogener og samtidig bevare mangfoldigheden af ​​gavnlige mikrober.

I et andet igangværende projekt, beskrevet i journalen Kemisk kommunikation , forskerholdet omkring Thomas Böttcher og doktorgradsforsker Dávid Szamosvári, i samarbejde med forskere fra Duke University (U.S.), lykkedes med at udvikle meget selektive midler mod malariaparasitten. Disse var også inspireret af naturens eksempel, og holdet skabte en roman, tidligere ubeskrevne quinolonringsystemer. En forbindelse viste sig at være ekstremt specifik for et kritisk stadion i malariaparasittens livscyklus. I første omgang, denne parasit sætter sig i leveren, før den invaderer blodceller. Forskerne var i stand til at målrette og eliminere parasitten på dette stadium af malaria. De nye resultater kan nu bruges til målrettet forskning og udvikling af selektive terapier til bekæmpelse af malaria baseret på nye klasser af kemiske forbindelser.