Ein Antibiotikum, das vor etwa 80 Jahren entwickelt wurde, bevor es aufgegeben und vergessen wurde, könnte erneut spannende neue Lösungen bieten, dieses Mal für die aufkommende Bedrohung durch arzneimittelresistente Superbakterien.
Die Hälfte der bakterientötenden Medikamente, die wir heute verwenden, sind Variationen von Verbindungen, die vor fast einem Jahrhundert, während des „goldenen Zeitalters“ der Antibiotika, gefunden wurden. Eines namens Streptothricin wurde in den 1940er Jahren isoliert und machte auf sein Potenzial bei der Behandlung von Infektionen aufmerksam, die durch sogenannte gramnegative Bakterien verursacht wurden.
Im Gegensatz zu grampositiven Bakterien fehlt diesen Mikroben eine robuste Zellwand, auf die viele Antibiotika abzielen. Die Suche nach Alternativen war eine der großen Herausforderungen für die Pharmaindustrie. Im Jahr 2017 veröffentlichte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine Liste der gefährlichsten, arzneimittelresistenten Krankheitserreger überhaupt. Bei den meisten handelte es sich um gramnegative Bakterien.
Aber trotz seines Potenzials, Bakterien abzutöten, hat Streptothricin den Durchbruch nicht geschafft. In einer ersten Studie wurde es als zu giftig für die Gesundheit der menschlichen Nieren eingestuft und anschließend in der wissenschaftlichen Literatur verdrängt.
Der Pathologe James Kirby von der Harvard University und seine Kollegen graben es nun wieder aus und erforschen sein Potenzial unter einem neuen Namen – Nourseothricin.
„Jetzt, da multiresistente Krankheitserreger auftauchen, für die nur wenige oder gar keine aktiven Antibiotika zur Behandlung zur Verfügung stehen, ist es an der Zeit, das Potenzial dessen, was wir bisher übersehen haben, noch einmal zu überdenken und zu erforschen“, sagte Kirby gegenüber ScienceAlert.
Nourseothricin ist ein Naturprodukt, das von grampositiven Bodenbakterien hergestellt wird. Es handelt sich eigentlich um eine Mischung aus Antibiotika, die auch Einzelnamen wie Streptothricin F (SF) und Streptothricin D (SD) tragen.
Während Nourseothricin und SD im Labor toxische Wirkungen auf Nierenzellen zeigen, haben Kirby und seine Kollegen nun festgestellt, dass dies bei SF nicht der Fall ist. Diese Verbindung ist immer noch hochwirksam bei der Abtötung arzneimittelresistenter gramnegativer Bakterien, jedoch in Konzentrationen, die nicht toxisch sind.
In Mausmodellen gelang es SF tatsächlich, einen Bakterienstamm abzutöten, der sich als resistent gegen zahlreiche bestehende Medikamente erwiesen hat, und das alles mit minimaler bis gar keiner Toxizität.
„Bodenbakterien haben auf ihrer Suche nach der Erhaltung ihres Rasens im Laufe der Evolution herausgefunden, wie man Antibiotika herstellt, die den Panzer gramnegativer Bakterien durchdringen können. Streptothricine sind eines der Ergebnisse dieses anhaltenden Wettrüstens“, sagte Kirby.
„Diese Verbindungen bieten eine einzigartige Lösung, um die Abwehrmechanismen gramnegativer Krankheitserreger zu durchdringen.“
Die genauen Details hinter dem Streptothricin-Angriff sind noch nicht klar, aber es scheint, als ob das Antibiotikum an gramnegative Bakterien bindet und deren Proteinherstellungsmaschinerie auf andere Weise als andere Medikamente durcheinander bringt.
Wenn Forscher herausfinden, wie das geht, könnte es ihnen helfen, eine ganz neue Klasse von Medikamenten gegen Bakterien zu entwickeln, die sich bisher als äußerst resistent erwiesen haben.
Kirby und seine Kollegen haben bereits mit der Erforschung begonnen, wie natürliche Streptothricine wie SF verstärkt werden können, um noch besser als Superbakterien-Killer zu wirken.
Er sagt, dass sie „sich auf ein Wiederaufleben des Interesses an dieser historisch bedeutsamen, aber längst vergessenen Klasse von Antibiotika freuen.“
Die Studie wurde veröffentlicht in PLOS-Biologie.