Intelligentes Antibiotikum: Eine Lenkwaffe gegen Bakterien

Enzym als intelligentes Antibiotikum
Forscher haben ein Antibiotikum entwickelt, das sich nur noch gegen vorher exakt festgelegte Bakterien richtet – und keine nützlichen mehr angreift © Fotolia

Antibiotika gehören zu den wichtigsten medizinischen Errungenschaften der letzten hundert Jahre – wenn auch nicht ohne gefährliche Nebenwirkungen. Der Grund: Ein Antibiotikum unterscheidet nicht zwischen freundlichen und feindlichen Bakterien und kann so manchmal mehr Schaden anrichten als Nutzen. Ein Forscherteam hat nun endlich ein Verfahren entwickelt, mit dem bestimmte Bakterien erstmals gezielt ausgeschaltet werden können.

Forscher der Rockefeller University in New York haben in einer aktuellen Studie ein bestimmtes Enzym (Cas9) so beeinflusst, dass es wie eine Lenkwaffe gegen vorher einprogrammierte Bakterien funktioniert. Eine solche präzise Einstellung der Enzyme auf festgelegte Bakterien bringt im Vergleich zu herkömmlichen antibiotischen Wirkstoffen mehrere Vorteile mit sich.

Bisher wurden durch den Einsatz von Antibiotika alle Bakterien unterschiedslos attackiert. Unpräzise antibiotische Wirkstoffe führen aber entsprechend schnell zu Verdauungsproblemen, da auch Bakterienkulturen zerstört werden, die für die Darmfunktionen wichtig sind. Aus sich unseres Körpers ein systemrelevanter Bakterienverlust, der nach der Antibiotika-Behandlung mühsam wieder aufgebaut werden muss. Zudem bringt ein herkömmliches Antibiotikum auf diese Weise schnell das bakterielle Gleichgewicht im Magen-Darm-Bereich durcheinander, was zu Nahrungsmittel-Intoleranzen und einer allgemeinen Schwächung des Immunsystems (Superinfekten) führen kann.

Ein weiterer Vorteil der gezielten Bakterienbekämpfung ist die Tatsache, dass das Cas9-Enzym so effektiv auf ein bestimmtes Bakterium eingestellt werden kann, dass mit ihm sogar multiresistente Keime bekämpft werden können.

 

Ein Virenkiller wird umprogrammiert

Das umprogrammierte Cas9-Enzym besitzt auch im mikrobiellen System des Körpers natürlicherweise eine „tödliche Funktion“. Als Teil des „bakteriellen Abwehrsystems“ (CRISPR) beschützt es Bakterien vor dem Angriff von Viren. Diese bakteriellen Bodyguards werden von den Forschern nun „umgedreht“ und als antibiotische Wirkstoffe gegen feindliche Bakterien verwendet.

Das machen die Forscher, indem sie dem Cas9-Enzym – dort wo sonst der genetische Ziel-Code zur Bekämpfung von Viren lagert – einen künstlich zurechtgeschnittenen DNA-Marker eines vorher festgelegten feindlichen Bakteriums einsetzen und es so auf ein neues „DNA-Ziel“ programmieren. Im Grunde verfügt dieser neue antibiotische Wirkstoff also über eine Art Schablone, die nur auf ein vorher festgelegtes Bakterium passt – und alle anderen Mikroben in Ruhe lässt.

 

Kein Kollateralschaden

Hat das umprogrammierte und neu abgerichtete Cas9-Enzym sein Ziel auf diese Weise gefunden, tötet es das Bakterium und das – anders als herkömmliche Antibiotika. Darüber hinaus kann diese Ziel-Schablone des Cas9-Enzyms auch so angelegt werden, dass sie nicht nur auf die DNA eines einzigen Bakteriums passt, sondern auf die genetischen Informationen miteinander verwandter Erreger. Dadurch sollen auch Bakterienstämme, die nur zum Teil über identische DNA-Sequenzen verfügen (wie z.B. Staphylokokken), mit nur einer antibiotischen Behandlung bekämpft werden können.

Hamburg, 7. Oktober 2014

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