Antibiotika: Radikale einen Antibiotika

Die Entdeckung, dass verschiedene Antibiotika Bakterien auf dieselbe Art und Weise töten, könnte zur Entwicklung von Supermedikamenten führen, vermuten Wissenschaftler.

Antibiotika sind bekannt dafür, dass sie unterschiedliche lebenswichtige Prozesse in den Bakterien angreifen. Aber eine in Cell (1) veröffentlichte Studie zeigt, dass drei Hauptgruppen unterschiedlicher Antibiotika dieselbe ultimative Waffe im Kampf gegen die Krankmacher einsetzen. Sie alle zwingen die Bakterien, tödliche Ausstöße von sauerstoffhaltigen Molekülen zu produzieren, den so genannten Freien Radikalen.

Hochreaktive Freie Radikale, die in der Vergangenheit mit der Entstehung von Krebs und dem Alterungsprozess in Verbindung gebracht wurden, können schwere und dauerhafte Schäden an der DNA, an Proteinen und Fetten anrichten.

Jedes Antibiotikum, das in der Klinik verwendet wird, hat eine begrenzte Lebensdauer - es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Bakterien, die es bekämpfen soll, resistent werden. Daher führen Chemiker einen immerwährenden Kampf, um neue wirksame Medikamente zu entwickeln.

Die neue Entdeckung könnte ganz neue Möglichkeiten eröffnen, Antibiotika zu entwickeln, und darüber hinaus helfen, die Wirkung der bereits existierenden zu verbessern. Die Kombination von traditionellem Antibiotikum mit einem Medikament, das die bakteriologischen Verteidigungsmechanismen gegen Freie Radikale blockiert, könnte die Wirkung der Behandlung verstärken.

Von Anfang bis Ende

Bei ihrer Suche nach neuartigen Antibiotika haben James Collins und sein Team von der Boston University in Massachusetts die Abfolge der Ereignisse von der Medikamentenverabreichung bis zum Zelltod genauer untersucht. Sie hatten bereits zuvor herausgefunden, dass eine bestimmte Art Antibiotika, welche die DNA-Produktion in Bakterien beeinflusst, Radikale freisetzt. Als sie eine fluoreszierende Farbe verwendeten, die bei Vorhandensein von Hydroxyl-Molekülen aufleuchtet, stellten die Forscher überrascht fest, dass dieselben Freien Radikale entstanden wie bei einer Behandlung der Bakterien mit Antibiotika, die stattdessen die Zellwand der Bakterien oder deren Proteinproduktionsmechanismen angreifen.

Von diesen drei Klassen von Antibiotika wurde bisher angenommen, dass sie sich stark voneinander unterschieden, doch diese Studie ist ein erstes Anzeichen dafür, dass sie denselben modus operandi verwenden.

Das Team fand heraus, dass nur bakterizide Antibiotika - die Bakterien abtöten und Penizillin enthalten - diese Strategie benutzen; Medikamente, die lediglich das Wachstum der Bakterien stoppen, setzten keine Radikalen frei.

Supermedikament

Collins vermutet, dass Chemiker ein klassisches Antibiotikum wie Ciproflaxin durch Zugabe von Chemikalien, die den Bakterien den Weg der DNA-Reparatur abschneiden, mit der diese für gewöhnlich Schäden durch Freie Radikale beheben, in "Super-Cipro" verwandeln könnten.

Scott Singleton, Forscher an der University of North Carolina in Chapel Hill, der nach Wegen sucht, den Selbstheilungsprozess der Bakterien zu stoppen, sagt, diese aufregende Entdeckung könnte Forschern die Möglichkeit bieten, sich die alten Medikamente noch einmal anzusehen, die aufgrund ihrer toxischen Wirkung bei hoher Dosierung vom Markt genommen wurden. Solche Medikamente wirksamer im Kampf gegen Bakterien zu machen könnte helfen, ihre Dosierung zu verringern, erklärt er. "Es ist relativ einfach, ein Mittel zu finden, das Bakterien tötet, aber viel schwerer, eins zu finden, das sich auch mit dem menschlichen Organismus verträgt", bemerkt er.

Gerry Wright, der an der McMaster University in Hamilton, Ontario, im Bereich antibiotische Biochemie forscht, sagt, "das ist genau das, was die antibiotische Forschung zu diesen Zeitpunkt braucht - eine neue Sicht auf die Dinge, von denen wir dachten, wir wüssten alles über sie." Er fügt hinzu: "Nach mehr als 60 Jahren Arbeit in der Entwicklung von Antibiotika gibt es immer noch so viel, was wir nicht verstehen, und diese neue Entdeckung kann uns helfen, unser Aufgabenfeld in eine unerwartete Richtung zu lenken."

(1) Kohanski, M.A. et al. Cell 130, 797-810 (2007).

Dieser Artikel wurde erstmals am 29.8.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi:10.1038/news070903-14. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Mary Muers