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Forschung

Hoffnung auf neue Antibiotika

Montag, 23. Februar 2015

Deutsch-französische Forschergruppe löst das Strukturrätsel um Albicidin

Doktorand Daniel Petras forscht an Zuckerrohrblättern auf der Suche nach Antibiotika gegen die gefährlichen resistenten Keime
Lupe

„Irgendwann waren wir uns ganz sicher. Wir wussten, dass wir es schaffen würden“, erzählt Daniel Petras, Doktorand in der Arbeitsgruppe um den TU-Chemiker Prof. Dr. Roderich Süssmuth. Zusammen mit französischen Kolleginnen und Kollegen des CIRAD-Instituts für Landwirtschaftsforschung in Montpellier haben die TU-Wissenschaftler nach 30 Jahren das Rätsel um die Struktur des hochpotenten Antibiotikums und Pathogenitätsfaktors Albicidin gelöst. Sie haben damit den Grundstein für weitere Forschungen auf der Suche nach neuen Antibiotika gegen resistente Keime gelegt. Wesentlich beteiligt war auch Dr. Laura Vieweg, Absolventin der Graduiertenschule BIG-NSE des TU-Exzellenzclusters UniCat.

„In den letzten Jahren haben wir es immer stärker mit antibiotikaresistenten Keimen zu tun, wie dem aggressiven MRSA-Keim, der Multiresistenzen aufweist und auch als ,Krankenhauskeim‘ bekannt ist“, erklärt Professor Roderich Süssmuth. „Deshalb ist die Suche nach neuen Antibiotika sehr dringlich und die Aufklärung der Albicidin-Struktur ein Durchbruch.“

Albicidin wurde 1985 bekannt im Zusammenhang mit Forschungen in den USA und Australien an der Zuckerrohrpflanze. Das Bakterium „Xanthomonas albilineans“ befällt die Pflanze, setzt den Metaboliten Albicidin frei und lässt das Zuckerrohr an Blattstreifigkeit erkranken. Die Blätter bilden weiße Streifen aus und sterben schließlich ab. Diese bakterielle Infektion ist bei Zuckerrohr recht häufig. Weltweit wächst jedoch der Bedarf an Zuckerrohr für die Herstellung von Zucker und Bioethanol. Besonders fasziniert hat die Forscher in den letzten Jahrzehnten jedoch eine weitere Eigenschaft des Albicidins: seine starke antibakterielle Wirkung gegen Gram-negative Bakterien, die auch beim Menschen Krankheiten hervorrufen. Wie sich zeigte, kann das Albicidin die Vervielfältigung der bakteriellen DNA blockieren, und zwar deutlich potenter als herkömmliche Antibiotika aus diesem Wirkbereich. Um das für den Menschen nutzbar zu machen, bedurfte es jedoch genauerer Kenntnisse zur molekularen Struktur des Albicidins. Diese Aufklärung ist den Forschern um Professor Roderich Süssmuth zusammen mit Dr. Monique Royer und Dr. Stéphane Cociancich vom CIRAD-Institut in Montpellier nun gelungen. Sie veröffentlichten die Ergebnisse Mitte Januar 2015 in der renommierten Zeitschrift „Nature Chemical Biology“.

Zusätzliche biosynthetische Analysen zeigten, dass nicht nur die molekulare Struktur des Albicidins, sondern auch dessen Biosynthese in „Xanthomonas albilineans“ so bisher einzigartig ist. Bedeutsam ist dabei die Erkenntnis, dass Albicidin resistenzbrechend ist, zum Beispiel bei chinolonresistenten Keimen. Chinolone werden als Breitbandantibiotika in der Medizin vielfältig eingesetzt, doch es treten vermehrt Resistenzen auf, was den Bedarf an neuen Antibiotika mit ähnlichem Wirkspektrum erhöht. „Eine ganz wichtige Erkenntnis konnten wir außerdem aus dieser engen interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Pflanzenphysiologen, Naturstoff- und Synthesechemikern sowie Molekularbiologen mitnehmen“, so Roderich Süssmuth. „Sie hat gezeigt, dass es sich lohnt, an schwierigen und komplexen Problemen mehrere Jahre intensiv und mit Hochdruck zu arbeiten.“ Eine DFG-Finanzierung sei zunächst nach zwei Jahren ausgelaufen, die Forschung damit gefährdet gewesen. „Ohne die Förderung durch den deutschen Exzellenzcluster ,UniCat‘, der an der TU Berlin angesiedelt ist, und die französische Agence National de Recherche (ANR) wäre diese aufwendige Forschung nicht möglich gewesen.“

Patricia Pätzold "TU intern" Februar 2015

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