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Foto: GBF/ Heinrich Lünsdorf
Myxobakterien-Zellen. Sie produzieren eine Fülle von Wirkstoffen (Foto: GBF/ Heinrich Lünsdorf)
Antibiotika: Naturstoffe gegen Resistenzen

Antibiotika haben geholfen, viele Krankheiten und vor allem Seuchen zu besiegen. Doch der unbedachte Einsatz zeigt ihre Schattenseiten: Die Bakterien, die sie bekämpfen sollen, haben gelernt und sind vielfach immun gegen sie geworden. Damit wird eine Waffe stumpf und es fällt immer schwerer, sie wieder zu schärfen. Einen Ausweg versprechen antibiotische Naturstoffe, die krankmachende Bakterien ganz anders angreifen, als bisherige Antibiotika.

Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)  haben die neuen Wirkstoffe entdeckt. Es sind Naturstoffe, die aus einer Gruppe von Mikroorganismen – die Myxobakterien - stammen, die im Boden leben. Diese neuen Substanzen zeigen einen vollkommen anderen Wirkmechanismus gegen krankmachende Bakterien als alle bisher bekannten Antibiotika. Sie greifen die Bakterien an ganz anderen Stellen an und können auch bereits antibiotika-resistente Bakterienstämme abtöten.

Erklärt Dr. Herbert Irschik: „In unserem Fundus haben wir drei Stoffe – Myxopyronin, Corallopyronin und Ripostatin – isoliert und chemisch charakterisiert. Ihre antibiotische Wirkung konnten wir bereits vor etlichen Jahren nachweisen. Diese richtet sich auf ungewöhnliche Weise gegen die bakterielle RNA-Polymerase, also das Enzym, das die DNA der Krankheitserreger abliest. In eukaryontischen Zellen, zu denen auch die des Menschen gehören, greifen die Substanzen die RNA-Polymerase nicht an.“

Das bedeutet, dass die Wirkstoffe nur die Bakterien und keine menschlichen Zellen angreifen. Entscheidend dabei ist, die Bakterien am Wachstum zu hindern. Und dazu haben sich die Naturstoffe einen  vollständig anderen Weg gesucht. Und der funktioniert so: Sie verbinden sich mit dem Enzym – das aussieht wie eine geöffnete Krabbenschere – direkt an seiner Gelenkstelle. Das scherenförmige Enzym kann sich dadurch nicht mehr öffnen. So verhindern die Wirkstoffe, dass sich die RNA-Polymerase an die abzulesende DNA anheften kann – das Ablesen des Erbmaterials ist komplett unterbunden.

Oder einfacher: Die Bakterien blockieren die Bewegung der Bakterien. So können diese die Informationen in den Antibiotika nicht mehr kopieren, um sie so selbst zu nutzen und sich gegen sie immun zu machen. Dieser neue Mechanismus wirkt auch bei Bakterien, die gegen herkömmliche Antibiotika bereits resistent sind.



Foto: Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
 Myxobakterien leben in den oberen Bodenschichten, wo sie sich von organischem Material und von anderen Mikroorganismen ernähren. Gehen ihnen die Nährstoffe aus, bilden sie multizelluläre, mit Sporen gefüllte Fruchtkörper aus. Die Sporen sind gegenüber Nährstoffmangel und anderen chemischen und physikalischen Stressfaktoren resistent. Das hilft, das Überleben der Bakterien zu sichern.
Foto: Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie



„Myxopyronin, Corallopyronin und Ripostatin sind in der Form, wie wir sie jetzt vorliegen haben, noch nicht als Medikament geeignet“, schränkt Irschik zu viel Optimismus ein. Jetzt müssen sie noch im Detail verändert werden, um ihre antibiotische Wirkung zu verbessern und Nebenwirkungen zu minimieren. Bis dann ein Medikament daraus wird, dürften noch einige Jahre vergehen.

WANC 11.11.08 / Quellle: The RNA Polymerase “Switch Region” Is a Target for Inhibitors. Jayanta Mukhopadhyay, Kalyan Das, Sajida Ismail, David Koppstein, Minyoung Jang, Brian Hudson, Stefan Sarafianos, Steven Tuske, Jay Patel, Rolf Jansen, Herbert Irschik, Eddy Arnold and Richard H. Ebright; Cell, 17 October 2008 135: 295-307. DOI 10.1016/j.cell.2008.09.033

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