02.07.2019

Warum antimikrobiellen Wirkstoffe aus der Natur chemisch produzierten überlegen sind



Das natürliche Antibiotikum Lugdunin, das vor drei Jahren von Tübinger DZIF-Wissenschaftlern entdeckt wurde, greift krankheitserregende Bakterien gleichzeitig auf unterschiedlichen Wegen an und wirkt auch mit Abwehrmechanismen des Menschen zusammen.

Ein Team der Universität Tübingen klärt auf, warum diese antimikrobiellen Wirkstoffe aus der Natur, den chemisch produzierten überlegen sind. Die Forscher vermuten, dass Lugdunin wegen seiner vielseitigen Angriffsfähigkeit über einen langen Zeitraum bis heute wirksam blieb und sich keine Resistenzen gegen das Antibiotikum bilden konnten.

Diese neuen Erkenntnisse gewann ein Forschungsteam unter der Leitung von Professorin Birgit Schittek von der Universitäts-Hautklinik Tübingen und Professor Andreas Peschel vom Interfakultären Institut für Mikrobiologie und Infektionsmedizin der Universität Tübingen sowie dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF).

Viele Experten befürchten, dass wir schon bald in eine Ära ohne Antibiotika eintreten könnten, weil immer mehr der verfügbaren Medikamente ihre Wirkung aufgrund von Resistenzen verlieren. Antibiotika sind jedoch keine Erfindung der pharmazeutischen Industrie. "Vielmehr bilden zahlreiche Bakterien solche Wirkstoffe natürlicherweise, vermutlich bereits über lange evolutionäre Zeiträume hinweg, ohne dass sie ihre Effektivität verlieren", sagt Birgit Schittek. Das Antibiotikum Lugdunin produzieren gutartige Bakterien auf der menschlichen Nasenschleimhaut, um den Infektionserreger Staphylococcus aureus fernzuhalten. "Warum Lugdunin bis heute hochwirksam ist, war bislang völlig rätselhaft", sagt die Forscherin.

Unerwartete Eigenschaften

Erst kürzlich hatten Chemikerinnen der Universität Tübingen in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie berichtet, dass Lugdunin den Energiehaushalt von krankheitserregenden Bakterien stören und sie dadurch töten kann. In der aktuellen Arbeit entdeckten die Wissenschaftler, dass Lugdunin nicht nur direkt antimikrobiell auf S. aureus wirkt, sondern noch zwei weitere, völlig unerwartete Eigenschaften aufweist: "Zum einen wirkt es im Verein mit antimikrobiellen Peptiden, die unsere menschlichen Zellen bilden", sagt Andreas Peschel. Das erhöhe die Wirksamkeit und erschwere die Resistenzbildung. "Zum anderen bindet es an ein menschliches Rezeptorprotein namens TLR2", sagt er.

"Dadurch werden die Immunzellen stimuliert und die Immunantwort so aktiviert, dass S. aureus keine Chance hat, sich anzusiedeln und Infektionen zu verursachen." Die weitgehend voneinander unabhängigen Angriffsebenen machten deutlich, warum ein natürliches Antibiotikum wie Lugdunin einem chemisch hergestellten Stoff, der nur ein einzelnes Angriffsziel in der Bakterienzelle hat, in Sachen Resistenzvermeidung überlegen ist, fassen Schittek und Peschel ihre Erkenntnisse zusammen. Im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) wird das von der Universität patentierte Lugdunin weiterentwickelt, damit es künftig therapeutisch eingesetzt werden kann.

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Quelle: Deutsches Zentrum für Infektionsforschung