Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der häufige Infektionen und kleine Wunden wie ein einfacher Schnitt Sie töten könnten. Dies ist eigentlich alles andere als eine apokalyptische Fantasie, die von Hollywood-Drehbuchautoren verfasst wurde, da dies nach einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aus dem Jahr 2014 eine sehr reale Möglichkeit für das 21. Jahrhundert darstellt Antibiotikaresistenz, die Tatsache, dass Bakterien und andere Mikroben immer weniger empfindlich auf antimikrobielle Wirkstoffe reagieren, beginnt eine große globale Bedrohung zu sein.
Die WHO veröffentlichte kürzlich eine Fortsetzung des Berichts, in der 13 „prioritäre Bakterien“, einschließlich des MRSA, vorgestellt wurden. Dem Bericht zufolge müssen wir diesen Bakterien in der Forschung Priorität einräumen, da sie die meisten Krankheiten und Todesfälle verursachen.
Was wird dagegen unternommen?
Tatsächlich hat die pharmazeutische Industrie seit 1987 eine neue relevante Klasse von Antibiotika entdeckt und hat kaum einen Anreiz, Hunderte von Millionen Dollar für die Entwicklung neuer Medikamente auszugeben. Dies liegt daran, dass jedes neu entwickelte Medikament erst dann angewendet wird, wenn ein anderes Medikament eine bestimmte Infektion behandeln kann. Darüber hinaus sind die meisten Infektionen nicht chronischer Natur und ihre Behandlung dauert nur zehn Tage oder weniger, was die Arzneimittelverkäufe und die Kapitalrendite drastisch verringert.
Schließlich hat die Erfahrung gezeigt, dass Bakterien nach der Verwendung des neuen Arzneimittels unweigerlich schnell resistent gegen das Arzneimittel werden, wodurch das Antibiotikum unbrauchbar wird. All dies schränkt die Marktoptionen und die Rentabilität neuer Antibiotika drastisch ein.
Aber es gibt Hoffnung. In den letzten zehn Jahren haben akademische Forschung, Vereinbarungen mit der Industrie und anderen Verbänden begonnen, neue Ideen zu entwickeln. Um neue Antibiotika zu entwickeln, müssen diese auf die Teile der Bakterien gerichtet werden, die Schwierigkeiten haben, sich zu verändern, wie dies bei der Membran der Fall ist. Es ist ein Ansatz mit viel Potenzial, der jedoch noch keine erfolgreichen Fälle hatte.
Das heißt, es gibt andere Methoden für Sie, um erfolgreich zu sein. Bakterien passen sich auf unterschiedliche Weise an Antibiotika an, bis sie durch Abflusspumpen in ihren Membranen resistent werden, die Antibiotika abweisen, sodass das Medikament sein Ziel nicht erreichen kann. Bakterien produzieren Enzyme, die Antibiotika direkt inaktivieren oder zerstören und sie passen sich normalerweise an Mutationen an oder verändern das Ziel des Antibiotikums, so dass es keine Wirkung entfalten und die Bakterien abtöten kann. Neue Therapiestrategien sollten daher nicht auf der Suche nach neuen Zielen beruhen, sondern müssen die Empfindlichkeit der Bakterien gegenüber den bereits vorhandenen Antibiotika erhöhen. Ein direkter Angriff auf die Bomben und Bakterienenzyme ist ein Weg, um es zu bekommen.
Die wichtige Rolle der Muttermilch
Es gibt aber auch andere Methoden und Hier dient Muttermilch und eine ihrer Komponenten als relevantes Beispiel. Vor einigen Jahren haben wir eine spezielle Verbindung in der Muttermilch identifiziert, die auf Proteinen und Fetten basiert, die wir nennen HAMLET: tödliches menschliches Alpha-Lactalbumin für Tumorzellen. Das haben wir entdeckt die HAMLET-Verbindung Es könnte Krebszellen abtöten, ohne Auswirkungen auf nahegelegene gesunde Zellen zu haben. HAMLET gelang es, die Krebszellen teilweise zu zerstören, indem es in die Zellen eindrang und die Funktion der Mitochondrien, des "Energiezentrums" aller Zellen, zerstörte, was Zelltod bedeutet. HAMLET konnte nicht auf gesunde Zellen zugreifen, was bedeutet, dass sie für diese Verbindung "unempfindlich" waren.
Interessanterweise wird in der Evolution vor langer Zeit angenommen, dass Mitochondrien eine Art von Bakterien sind, die sich als Symbiose mit einer anderen Art von Bakterien gebildet haben. Aus diesem Grund haben wir uns entschlossen, die möglichen Auswirkungen von HAMLET auf Bakterien und in der Tat auf HAMLET tötete einige Arten von Bakterien, aber die Wirkung war nicht universell. Viele der wichtigsten Bakterienarten waren nicht betroffen und überlebten.
Um Bakterien abzutöten, haftet HAMLET an der Bakterienmembran. Das erste, was Sie bekommen, ist, das Pumpen von Wasserstoff in die Membran zu stoppen, so dass die Wasserstoffkonzentration (pH) auf jeder Seite der Membran gleich ist. Durch die Änderung des pH-Werts gelangt Kalzium in das Zellinnere, was zum Absterben der Bakterien notwendig ist.
Seitdem haben wir jedoch festgestellt, dass auch die überlebenden Bakterien betroffen sind. Tatsächlich haben wir festgestellt, dass HAMLET Membranen angreifen kann und das Einbringen von Wasserstoff- und Calciumionen sogar in resistente Bakterien ermöglicht. Dies führte dazu, dass die Bakterien, die gegen Antibiotika resistent waren, anfällig wurden und ihre Resistenz umkehrten.
Tatsächlich war HAMLET so wirksam, dass es die MRSA-Bakterien dazu brachte, gegenüber dem Antibiotikum Methicillin empfindlich zu sein. Wir konnten nicht nur nachweisen, dass Methicillin MRSA in einem Reagenzglas beenden kann, sondern auch, dass es die Infektion bei Mäusen ausrotten kann, was ein großer Fortschritt ist. Dies zeigt das große Potenzial dieser Arten von Strategien zur Verlängerung des Nutzens des Antibiotika-Arsenals, das wir bereits haben und das aus sicheren und bewerteten Medikamenten besteht.
Einer der größten Vorteile dieses Ansatzes ist, dass Bakterien im Gegensatz zu neuen Antibiotika normalerweise nicht gegen HAMLET-ähnliche Substanzen resistent werden. Dies liegt daran, dass sie die Bakterien selbst nicht abtöten, sondern den Evolutionsdruck auf die Bakterien verringern, um zu mutieren und zu überleben. Wir arbeiten derzeit an diesen Erkenntnissen in der Hoffnung, dass sie eine neue Strategie für die Behandlung von Antibiotikaresistenzen darstellen.
Wir haben noch einen weiten Weg vor uns: Es ist erforderlich, die üblichen Tests durchzuführen (um die Wirksamkeit und Sicherheit der Verbindung zu bestimmen), bevor Sie mit klinischen Studien beginnen können. Was wir jetzt tun, sind vorbereitende Studien und Wir haben viele Gründe, optimistisch in die Zukunft zu blicken.
Autor: Anders P Håkansson, Professor für Infektionsmedizin an der Universität Lund
Dieser Artikel wurde ursprünglich in The Conversation veröffentlicht. Den Originalartikel können Sie hier lesen.
Fotos | iStockphoto und Pixabay über Babys und mehr | Ein in der Muttermilch vorhandenes Protein könnte arzneimittelresistente Bakterien abtöten
