Universität Graz gelingt Durchbruch im Kampf gegen Krankenhauskeime

Nermina Malanovic forscht an neuen antibiotischen Wirkstoffen. Foto: Uni Graz/Tzivanopoulos

Multiresistente Erreger sind eine große Bedrohung für die Gesundheit. Vor allem in Krankenhäusern sind sie ein Problem, da sie sich dort leicht verbreiten können. Die Universität Graz hat nun einen Weg gefunden, diesen Super-Bakterien Herr zu werden. Es handelt sich um Peptide, winzige Eiweißmoleküle, die die Zellmembranen der Erreger beschädigen und sie abtöten. Peptide wirken nicht nur gegen Bakterien, sondern auch gegen Pilze, Viren und sogar Krebszellen.

Der Forscherin Nermina Malanovic von der Universität Graz hat einen bahnbrechenden Erfolg im Kampf gegen multiresistente Erreger errungen. Sie hat die Eigenschaften von den synthetisch hergestellten Peptiden OP-145 und SAAP-148 untersucht und gezeigt, wie diese winzigen Eiweißmoleküle die Außenhüllen von Bakterien beschädigen. Ihr Paper wurde sogar zum Titel-Thema in der Juli-Ausgabe des Journals „Antibiotics“.

„Vor allem multiresistente Keime haben oft komplexe Bakterienhüllen, was die Behandlung so schwierig macht“, erklärt die Molekularbiologin Malanovic. „Die Universität Graz hat eine starke Expertise in der Erforschung dieser Membranen.“ Ein Fokus liegt in der Klärung der Frage, an welcher Stelle der Bakterienoberfläche ein gewisses Medikament überhaupt wirkt. „Bei den Peptiden haben wir untersucht, wie diese Moleküle es in das Zellinnere schaffen.“

Zerstört Viren, Pilze und Krebszellen

„Dabei wurde beobachtet, dass es oft gar nicht nötig sei, dass die Peptide bis in die Zelle vordringen. Diese können die Zellmembran soweit verändern, dass Moleküle aus dem Umfeld des Bakteriums eindringen können. Die Zelle wird dann nicht direkt durch die Peptide getötet, sondern kann der Flut der fremden Stoffe wie Wasser oder Mineralien nicht standhalten.“

Mit diesen Erkenntnissen kann man nun unterschiedliche Peptide so kombinieren, dass ihre Wirkung gegen Krankheitserreger verstärkt wird. „Peptide töten Bakterien, Pilze, lipidhaltige Viren wie das Coronavirus und sogar Krebszellen.“ Die Krankheitserreger werden dabei so schnell vernichtet, dass sich keine Resistenzen bilden können. Selbst die gefürchteten Krankenhauskeime können so vernichtet werden.

Entzündungshemmend

„Noch dazu sind Peptide entzündungshemmend und können dort eingesetzt werden, wo Krankheitserreger das Immunsystem beeinträchtigen.“ Die Biochemikerin nennt virale Erkrankungen wie Covid-19 als Beispiel. Der Verlauf werde oft durch Sekundärinfektion mit Bakterien oder Pilzen massiv verschlechtert. „Peptide greifen fundamentale Eigenschaften der Zellmembranen an und töten dadurch die Erreger, die keine Entzündung mehr auslösen können.“

Warum werden sie dann nicht bereits großflächig eingesetzt: „Die Kosten sind derzeit sehr hoch. 100 Milligramm kommen auf rund 2000 Euro. Nur spezielle Labors können diese Stoffe herstellen. Jedes Peptid ist dabei besonders zu behandeln“, erklärt Malanovic.

Patente eingereicht

Ein Ziel ihrer Arbeit ist daher auch, strategisches Design solcher Wirkmoleküle zu entwickeln. Durch die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse könnte man leicht neue Peptide designen und könne den Herstellungs-Prozess optimieren. „Das ist wirklich ein erster Schritt hin zum Sieg gegen Super-Resistente Bakterien.“

Zwei Stoffe hat sie bereits selbst entwickelt und zusammen mit der Universität Graz zum Patent angemeldet.

Publikation:

Bactericidal Activity to Escherichia coli: Different Modes of Action of Two 24-Mer Peptides SAAP-148 and OP-145, Both Derived from Human Cathelicidine LL-37 https://www.mdpi.com/2079-6382/12/7/1163

Roman Vilgut

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