q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Bakterien-Vesikel als neuartige Therapieform gegen Infektionskrankheiten?

Abb.: Eilien Schulz. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Marcus Koch (INM).

Die Graphik zeigt ein Myxobakterium (links), das (runde) Vesikel von seiner Oberfläche abgeschnürt hat, welche mit Wirkstoff gefüllt sind (rote Dreiecke). Abb. oben links: gemessene Wachstumshemmung von Escherichia coli (blaue Kurve), hervorgerufen durch die extrazellulären Vesikel von Cystobacter velatus. Rechts: Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Vesikeln.

29.11.2018: Saarbrücker Pharma-Forscher haben die Bläschen untersucht, die bestimmte im Boden lebende Myxobakterien durch Ausstülpen ihrer äußeren Membran herstellen. Sie konnten nachweisen, dass diese so genannten Außenmembran-Vesikel mit einem antibiotischen Wirkstoff gefüllt sind und Modellbakterien abtöten können. Da sie gleichzeitig keinen schädlichen Einfluss auf menschliche Zellen zu haben scheinen, könnten sie die Grundlage für eine neuartige Therapieform gegen Infektionskrankheiten darstellen.

Weltweit nimmt die Resistenz von Bakterien gegen Antibiotika dramatisch zu. Es wird geschätzt, dass bis zum Jahr 2050 jährlich bis zu zehn Millionen Menschen an nicht-behandelbaren Infektionen sterben könnten. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen gegen gefährliche Krankheitserreger sind auch Wissenschaftler am Saarbrücker Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einem Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI). Zu ihnen gehört Prof. Rolf Müller, der mit seinem Team an Myxobakterien arbeitet. Diese Bodenbakterien produzieren eine ganze Reihe antibiotisch wirksamer Substanzen, die sich als Ausgangsstoffe für neue Antibiotika eignen. Dies gilt auch für das Bakterium Cystobacter velatus. Welche Mechanismen dieses Myxobakterium für die Herstellung antibiotischer Wirkstoffe nutzt, wollten die Saarbrücker Wissenschaftler in der aktuellen Arbeit herausfinden.

Dazu nahm die Arbeitsgruppe „Biogene Nanotherapeutika“ von Dr. Gregor Fuhrmann nun erstmals so genannte Außenmembran-Vesikel von Cystobacter velatus unter die Lupe: „Das sind winzige Bläschen, die die Bakterien durch Ausstülpen ihrer äußeren Membran herstellen“, erläutert Fuhrmann, der die Vesikel gemeinsam mit seinen Doktorandinnen Eilien Schulz und Adriely Goes untersucht hat. „Dabei haben wir entdeckt, dass die Bläschen mit dem antibakteriellen Wirkstoff Cystobactamid gefüllt sind.“ Das Interessante sei, dass die extrazellulären Vesikel zumindest in einfachen Zellmodellen auf menschliche Zellen nicht toxisch wirken, jedoch Bakterien abtöten können. Die beiden Doktorandinnen zeigten dies, indem sie die Vesikel an menschlichen Immun- und Gewebezellen testeten. In weiteren Versuchen konnten sie nachweisen, dass Cystobactamid das gramnegative Modellbakterium Escherichia coli abtötet.

Für Gregor Fuhrmann sind diese Ergebnisse vielversprechend: Im Allgemeinen sei es besonders schwierig, Wirkstoffe gegen gramnegative Bakterien zu entwickeln. „Allerdings haben wir mit sehr einfachen Modellen gearbeitet“, betont der Apotheker und Arzneimittel-Forscher. Künftig will er mit seiner Arbeitsgruppe untersuchen, was in komplexeren Systemen passiert, beispielsweise, wenn Bakterien Biofilme bilden, um sich zu schützen.

Die Ergebnisse könnten ein Schritt zu einer zielgerichteten antimikrobiellen Therapie sein, hoffen die Saarbrücker Forscher. Denn im Gegensatz zu synthetischen Nanopartikeln, die mit Wirkstoffen beladen werden und diese an den jeweiligen Einsatzort im Körper transportieren, handele es sich bei den Bakterien-Vesikeln um natürliche „Arzneistoff-Taxis“. „Wir vermuten daher, dass extrazelluläre Vesikel besser verträglich sind und leichter ihr Ziel erreichen“, sagt Fuhrmann. Damit sei die Arbeit eine wichtige Grundlage für die Erforschung der Frage, ob sich Außenmembran-Vesikel aus Myxobakterien als neuartige therapeutische Verabreichungssysteme gegen bakterielle Infektionen eignen.

Die Arbeit entstand aus der Kooperation von Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes, des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) sowie des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM).

Originalveröffentlichung:
EilienSchulz et al.; "Biocompatible bacteria-derived vesicles show inherent antimicrobial activity"; Journal of Controlled Release; Volume 290, 28 November 2018, Pages 46-55

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Vesikel
  • Bakterien
  • äußere Membranvesikel
  • extrazelluläre Vesikel
  • Myxobakterien
  • Infektionskrankheiten
  • Cystobacter velatus
  • Cystobactamid
  • Escherichia coli
  • Wirkstofftransport

Mehr über Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung

  • News

    Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

    Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise Mechanismen erworben, die sie vor schädlichen Substanzen schützen. So auch gegen den Wirkstoff Albicidin: Gefährliche gramnegative Bakte ... mehr

    Auch Krankenhauskeime haben Schwachstellen

    Der Krankenhauskeim Pseudomonas aeruginosa kann gerade bei geschwächten Menschen unter anderem schwere Wundinfektionen sowie Infektionen der Lunge und der Harnwege auslösen. Pseudomonas schafft es dabei immer wieder, Angriffe des Immunsystems und Antibiotika-Therapien zu überdauern. Ein Sch ... mehr

    Neuer Hemmstoff gegen hartnäckige bakterielle Biofilme

    Bakterien der Art Pseudomonas aeruginosa weisen häufig Resistenzen gegen gängige Antibiotika auf und zählen zu den Krankenhauskeimen. Sie können alle Organe des Menschen sowie Implantate befallen und in einer dicht zusammengelagerten Gemeinschaft – einem sogenannten Biofilm – lange Zeit im ... mehr

  • q&more Artikel

    Extrazelluläre Vesikel als biogene Transporter für Antibiotika

    Die Entwicklung neuer antimikrobieller Behandlungsstrategien ist eine zunehmende Herausforderung in der heutigen Gesundheitsforschung. Ein gezielter Transport von Wirkstoffen in bakteriell infiziertes menschliches Gewebe könnte die antibiotische Therapie schwer behandelbarer Keime signifika ... mehr

  • Autoren

    Dr. Gregor Fuhrmann

    Gregor Fuhrmann, Jahrgang 1982, studierte an der Freien Universität Berlin Pharmazie und wurde 2013 in Pharmazeutischen Wissenschaften von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich promoviert. Er absolvierte einen Postdoc-Aufenthalt am Imperial College London und ist seit 2016 ... mehr

Mehr über Uni des Saarlandes

  • News

    Sensoraufkleber verwandeln menschlichen Körper in Multi-Touch-Oberfläche

    Sie ähneln hauchdünnen Pflastern, ihre Form ist frei wählbar und sie funktionieren an jeder Körperstelle. Mit solchen Sensoren auf der Haut lassen sich mobile Geräte wie Smartphone und Smartwatches intuitiver und diskreter bedienen als das bisher der Fall war. Informatiker an der Universitä ... mehr

    Trinkjoghurt gegen Alzheimer?

    Das europäische Forscherkonsortium LipiDiDiet unter Leitung von Professor Tobias Hartmann von der Universität des Saarlandes hat die Ergebnisse einer klinischen Langzeitstudie mit Alzheimer-Patienten veröffentlicht. Die Personen mit so genanntem prodromalem Alzheimer, also dem vordementiell ... mehr

    Hauchdünne Supraleiter-Folie entwickelt

    Es ist eine neue Klasse von Supraleitern: Experimentalphysiker aus dem Forscherteam um Uwe Hartmann von der Universität des Saarlandes haben einen dünnen Nano-Stoff entwickelt, der supraleitende Eigenschaften hat. Ab etwa minus 200 Grad transportiert er elektrischen Strom verlustfrei, lässt ... mehr

Mehr über Leibniz-Institut für Neue Materialien

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.