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Tödlicher Schlag – mit der eigenen Waffe

US-Forscher wollen mit einem ungewöhnlichen Ansatz die Entwicklung neuer Antibiotika vorantreiben: Sie versuchen, Bakterien dazu zu bringen, an ihren eigenen Giftstoffen zu sterben. Einen wichtigen Schritt in diese Richtung ist dem Team um Craig Smith von der Washington University in St. Louis bereits gelungen: Sie haben den Verteidigungsmechanismus des Bakteriums Streptococcus pyogenes geknackt und damit den Weg frei gemacht, das normalerweise produzierte Gegengift funktionsunfähig zu machen. Der Erreger kann beim Menschen unter anderem Mandelentzündungen, aber auch lebensbedrohliche Infektionen wie rheumatisches Fieber auslösen, schreiben die Wissenschaftler.

Streptococcus pyogenes benutzt – wie viele andere Bakterien auch – spezielle Gifte, um Zellen anzugreifen oder zu zerstören. Um zu vermeiden, dass die Mikroben selbst durch diese Toxine abgetötet werden, müssen sie effektive Gegenmaßnahmen entwickeln. Streptococcus pyogenes nutzt dafür eine Art Gegengift: ein Protein, das sich derart an das Toxin anheftet, dass dieses nicht aktiv werden und das Bakterium so auch nicht schädigen kann.

Das Gegengift kommt in zwei Varianten vor, entdeckten Smith und seine Kollegen: einer aktiven, in der es sich an das Gift anlagern kann, und einer inaktiven, in der es eine völlig andere äußere Form besitzt. Genau das ist eine potenzielle Achillesferse des Bakteriums, sagen die Forscher: Gelänge es nämlich, das Gegengift mit Hilfe eines Wirkstoffs dauerhaft in seiner inaktiven Form zu halten, könnte es das Toxin nicht mehr unschädlich machen. Als Folge davon würde das Gift in der Bakterienzelle freigesetzt und begänne, die Mikrobe selbst zu attackieren. Wie das Team bereits früher zeigen konnte, fängt das Toxin ein Molekül namens NAD+ ab, ohne das der Stoffwechsel einer Zelle zum Erliegen kommt.

Wie wichtig die Entdeckung dieses Verteidigungsmechanismus von Streptococcus pyogenes für die Entwicklung neuer Medikamente ist, fasst Studienleiter Smith zusammen: „Zwischen Bakterien und ihren Wirten herrscht Krieg. Die Bakterien sondern Gifte ab und der Organismus reagiert darauf über sein Immunsystem. Zusätzlich bekämpfen wir die Infektionen mit Antibiotika. Da aber immer mehr Erreger Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, müssen wir neue Wege gehen.“ Da viele Bakterien mit der Toxin-Antitoxin-Methode arbeiten, seien die neuen Erkenntnisse ein vielversprechender Ansatzpunkt, um die Erreger buchstäblich mit ihren eigenen Waffen zu schlagen.

Craig Smith (Washington University in St. Louis) et al: Structure, Bd. 19, Nr. 2 dapd/wissenschaft.de – Hans Groth
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