Künstliche Alternativen zu wichtigen natürlichen Stoffen

Wenn nichts mehr wirkt, wirkt vielleicht Colisitin. Dieses antimikrobische Peptid natürlichen Ursprungs wird heute gegen viele multiresistente Erreger als letzte Möglichkeit eingesetzt. Doch es kann erhebliche Nebenwirkungen mit sich bringen, und es gibt mittlerweile Bakterien, die auch gegen Colistin resistent sind. Auf der Suche nach Alternativen für diesen wichtigen Wirkstoff sind vor allem andere Peptide vielversprechend. Wir haben bereits einige entdeckt, die gegen multiresistente Bakterien wirken, indem wir systematisch mit Colistin verwandte Peptide ausgelotet haben, die in der Natur nicht vorkommen. Sie wurden deshalb bisher noch nie studiert. Nun optimieren wir diese künstlichen Peptide, ergründen ihren Wirkmechanismus und schätzen ab, welche als Arzneistoffe in Frage kommen.

Aus einem einzigen vielversprechenden Wirkstoff werden viele

Mit diesem Verfahren hat die Forschungsgruppe mehrere Peptide kreiert, die sich in ersten Tests als wirksam gegen bakterielle Krankheitserreger erwiesen. Im Fokus stand dabei die besonders interessante Substanz G3KL. Das Ziel bestand darin, die molekulare Struktur des Peptids gezielt so zu verändern, dass es ideale Eigenschaften für die Verwendung in der Medizin aufweist. Dazu klärte die Gruppe zuerst ab, worauf die Wirkung von G3KL genau beruht. Bildgebungs- und Resistenzstudien zeigten, dass G3KL Bakterien abtötet, indem es deren Membran zerstört und dass die Bakterien eine Resistenz aufbauen, indem sie die Membranzusammensetzung ändern. Ein ähnlicher, aber nicht identischer Resistenzmechanismus war beim eingangs erwähnten Polymyxin zu beobachten. Überraschend wurden mit dieser Studie weitere hochaktive Peptide identifiziert, die eine vielversprechende neue Reihe von Wirkstoffen darstellen.

Nun werden die gefundenen Substanzen optimiert

Die Forschungsgruppe versucht nun, diese neuen Stoffe zu optimieren. Dazu untersucht sie wiederum zuerst die Wirkmechanismen und evaluiert, welche Substanzen medizinisches Potenzial haben. Das Projekt hat überdies gezeigt, dass die verwendeten Methoden systematisch zur Entwicklung neuer Antibiotika genutzt werden können, die bestehende Resistenzen überwinden. Ein Vorteil des Ansatzes besteht darin, dass die entwickelten Substanzen einfach zu synthetisieren sind und daher optimiert werden können. Ob auf der Basis der bereits gefundenen Peptide wirklich Medikamente entwickelt werden können, muss in weiteren Studien geklärt werden.

Stand: November 2022

Antimicrobial peptide dendrimers (AMPD) and bicyclic peptides (AMBP) as therapeutic agents against multidrug resistant bacteria