Eine Vielzahl von Krankheitserregern schützen sich mit einer äusseren Membran, die die Bekämpfung mit Antibiotika erschwert. Zudem begünstigt der breite Einsatz von Antibiotika die Entstehung von resistenten Bakterien. Polyphor hat nun mit Beteiligung von Wissenschaftlern der ETH, der Universität Zürich sowie dem Biozentrum, Universität Basel, eine neue Klasse von Antibiotika entdeckt, die ganz anders als bisherige Antibiotika wirken.
Mit dieser neuen Wirkstoffklasse lassen sich gezielt Infektionen mit gram-negative Bakterien bekämpfen. Diese Gruppe von Bakterien ist für eine Reihe lebensbedrohlicher Infektionen verantwortlich darunter Lungenentzündungen, Blutvergiftung, aber auch Cholera und Typhus.
Neue Wirkstoffklasse gegen Membranbestandteile gerichtet
Die Wirkstoffklasse mit dem Kürzel OMPTA (Outer Membrane Protein Targeting Antibiotics) greift zwei wichtige Bestandteile der äusseren Membran von gram-negativen Bakterien an: spezifische Membranproteine, insbesondere das Protein BamA, und sogenannte Lipopolysaccharide. Dadurch wird die Integrität der äusseren Schutzhülle und damit lebenswichtige Prozesse wie der Transport von Stoffen oder die Weiterleitung von Signalen gestört.
Das Team von Prof. Sebastian Hiller vom Biozentrum, Universität Basel, hat insbesondere zur Wirkungsweise der neuen Wirkstoffe wichtige Informationen geliefert. "Mit Hilfe der hochauflösenden NMR-Spektroskopie haben wir herausgefunden, an welcher Stelle der OMPTA-Wirkstoff am Membranprotein BamA bindet", sagt Hiller "Und wir konnten zeigen, dass diese Verbindung BamA in einen geschlossenen und damit inaktiven Zustand überführt". Dies blockiert den Einbau von neu produzierten Membranproteinen in die äussere Bakterienhülle.
Bekämpfung von schwer zu behandelnden Infektionen
Antibiotika dieser Klasse haben das Potenzial, schwer zu behandelnde Infektionen erfolgreich zu bekämpfen, selbst wenn die Infektionserreger gegen die herkömmlichen Antibiotika bereits resistent oder sogar multiresistent sind. Diese Entdeckung könnte einen grossen Durchbruch im Kampf gegen antibiotikaresistente Keime darstellen, die eine weltweite Gefahr für die Gesellschaft und die Gesundheitssysteme sind.
Erster Wirkstoffkandidat in präklinischer Prüfung
Wie Polyphor weiter mitteilt, befindet sich der erste Kandidat dieser neuen Antibiotika-Klasse derzeit in der präklinischen Entwicklung. Polyphor ist ein Biopharma-Unternehmen mit Sitz in Allschwil, welches sich auf die Entdeckung und klinische Entwicklung von immuno-onkologischen Wirkstoffen und neuartigen Antibiotika konzentriert.
Nationales Forschungsprogramm “Antimikrobielle Resistenz” (NFP 72)
Diese jetzt in "Nature" veröffentlichte Studie fällt auch in den Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Antimikrobielle Resistenz" (NFP 72). Sie ist Teil des Projekts "The molecular mechanism of outer membrane protein insertion by BamA and its role as a target for new antibiotics" unter der Leitung von Prof. Sebastian Hiller vom Biozentrum der Universität Basel. Neben Polyphor und den Universitäten Zürich und Basel ist auch die ETH Zürich Teil des Forschungskonsortiums. Weitere Informationen: www.nfp72.ch
Originalpublikation:
Anatol Luther, Matthias Urfer, Michael Zahn, Maik Müller, Shuang-Yan Wang, Milon Mondal, Alessandra Vitale, Jean-Baptiste Hartmann, Timothy Sharpe, Fabio Lo Monte, Harsha Kocherla, Elizabeth Cline, Gabriella Pessi, Parthasarathi Rath, Seyed Majed Modaresi, Petra Chiquet, Sarah Stiegeler, Carolin Verbree, Tobias Remus, Michel Schmitt, Caroline Kolopp, Marie-Anne Westwood, Nicolas Desjonquères, Emile Brabet, Sophie Hell, Karen LePoupon, Annie Vermeulen, Régis Jaisson, Virginie Rithié, Grégory Upert, Alexander Lederer, Peter Zbinden, Achim Wach, Kerstin Moehle, Katja Zerbe, Hans H. Locher, Francesca Bernardini, Glenn E. Dale, Leo Eberl, Bernd Wollscheid, Sebastian Hiller, John A. Robinson and Daniel Obrecht. Chimeric peptidomimetic antibiotics against Gram-negative bacteria. Nature; published online 23 October 2019