Bioaktive Verbindungen töten antibiotikaresistente Bakterien

Antibiotikaresistenzen gehören zu den den größten globalen Probleme. Immer weniger wirksame Medikamente stehen zur Verfügung, um bakterielle Infektionen zu stoppen, weshalb die Zahl der Todesfälle steigt. Deshalb besteht ein riesiger Bedarf an Forschung und Entwicklung.

Ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität von São Paulo (USP) in São Carlos, Brasilien, hat in einem Meeresschwamm, der auf Fernando de Noronha, einer Inselgruppe etwa 400 km vor der Küste der nordöstlichen Region Brasiliens, gesammelt wurde, verschiedene bioaktive Verbindungen entdeckt. Einige dieser Substanzen können Bakterien abtöten, die gegen die derzeit verfügbaren Antibiotika resistent sind. Dies könnte eine Chance für dringend benötigte neue Antibiotika sein.

"Dieser Meeresschwamm war zuvor von Gruppen außerhalb Brasiliens untersucht worden, hauptsächlich in den 1990er Jahren. Wir haben Techniken der nächsten Generation eingesetzt, um Substanzen aus seinem Sekundärstoffwechsel zu analysieren, nach neuen Molekülen zu suchen und seine biologische Aktivität zu testen. Wir waren in der Lage, eine Reihe neuer Verbindungen zu beschreiben. Das größte Potenzial wurde gegen arzneimittelresistente Bakterien entdeckt", so Vítor Freire, der die Studie im Rahmen seiner Doktorarbeit am Institut für Chemie von São Carlos (IQSC-USP) durchführte.

Der untersuchte Meeresschwamm Agelas dispar ist in der Karibik und an der brasilianischen Küste heimisch. Bei den in der Studie identifizierten Substanzen mit dem größten therapeutischen Potential handelt es sich um drei verschiedene Arten von Ageliferin, benannt nach der Meeresschwammgattung Agelas.

"Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Fähigkeit von Schwämmen, symbiontische Mikroorganismen zu speichern, die ihnen auch helfen, sich zu verteidigen. Wenn wir die in Schwämmen gefundenen Verbindungen analysieren, wissen wir nicht immer, was von ihnen selbst produziert wurde und was von Symbionten stammt", so Roberto Berlinck, Professor am IQSC-USP und leitender Forscher der Studie, deren Ergebnisse im Journal of Natural Products veröffentlicht wurden.

Zunächst testeten die Wissenschaftler die Wirksamkeit von 13 Verbindungen an Krebszellen, jedoch ohne Erfolg. Drei Ageliferine zeigten jedoch Wirkung gegen arzneimittelresistente Bakterien wie Escherichia coli und Enterococcus faecalis sowie Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii und Pseudomonas aeruginosa. Sie kommen in verschiedenen Umgebungen vor und verursachen die häufigsten Krankenhausinfektionen. Deshalb wurden sie von der WHO als vorrangige Ziele für neue Antibiotika benannt.

Hoffnung macht auch, dass die Verwendung dieser Ageliferine in Mäusezellen nicht zu einer Zerstörung der roten Blutkörperchen (Hämolyse) im Darm führte, was eine potentiell tödliche Nebenwirkung von Chemotherapien ist bei Krebspatienten, die Antibiotika benötigen.

Nun wollen die Forscher andere Meeresschwämme mit der gleichen Methodik analysieren. "Herauszufinden, wie diese Stoffe produziert werden, ist äußerst wichtig, da sie von mehreren Schwammklassen verbreitet werden und in Zukunft bei der Behandlung von Krankheiten helfen könnten", sagte Freire, derzeit Postdoktorand am National Cancer Institute in den Vereinigten Staaten.