31 Mai 2016 - PRESSEMITTEILUNG

Gefährliche Bakterien in Biofilmen schwächen

DZIF-Wissenschaftler am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) können Problemkeime in Biofilmen schneller erkennen und angreifen. Das Verknüpfungsprotein im Biofilm, Lektin LecB, eignet sich zur schnellen Diagnose von gefährlichen Pseudomonasstämmen und kann als Zielprotein für die Therapie genutzt werden. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift "Chemical Science" veröffentlicht.

Alexander Titz

Alexander Titz© DZIF

Pseudomonas aeruginosa ist ein hartnäckiger Problemkeim, der viele Krankenhausinfektionen verursacht. Die Bakterien bilden Biofilme, die sie vor Antibiotika schützen; ein Großteil der Erreger ist außerdem gegen viele Antibiotika resistent. Bei der Sequenzierung von gefährlichen Pseudomonas-Stämmen aus klinischen Proben konnten nun die Verknüpfungsmoleküle in den Biofilmen, die Lektine, als biochemische Marker identifiziert werden. Diese Marker erlauben das schnellere Erkennen von gefährlichen Bakterienstämmen und den Einsatz einer zugeschnittenen Therapie für den Patienten. Trotz der hohen Sequenzunterschiede, die zu dieser Markerfunktion führen, wurde gezeigt, dass die verschiedenen Lektin-Varianten vergleichbare Zuckerstrukturen binden. Somit kann mit Hilfe der Sequenz des Lektins eine Zuordnung zu den klinisch relevanten Pseudomonas-Stämmen erfolgen. Gleichzeitig kann ein und derselbe Wirkstoff zum Aufbrechen des Biofilms genutzt werden. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) und in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig sowie Partnern in Grenoble (Frankreich) und San Diego (USA) durchgeführt.

„Die Lektine sind Proteinmoleküle, die die Bestandteile des Biofilms miteinander vernetzen können - sozusagen der Zement in der Mauer“, sagt Dr. Alexander Titz, Leiter einer DZIF-Nachwuchsgruppe am HIPS in Saarbrücken. „Die Lektine können an mehreren Stellen Zuckermoleküle wie Mannose oder Galaktose, die sich auf den Oberflächen der Bakterien und den Wirtszellen befinden, binden und diese dann verknüpfen.“ Diese Zuckermoleküle wollen sich die Forscher nun zunutze machen und sie chemisch so manipulieren, dass sie zu Lektin-Inhibitoren werden. „Gelingt es uns, die Funktion der Lektine chemisch zu stören, verlieren die Bestandteile des Biofilms ihren Halt. Die Bakterien lösen sich aus der Lebensgemeinschaft heraus und werden für das Immunsystem und Antibiotika wieder sicht- und therapierbar“, sagt Titz. Dies ist ein aktueller Therapieansatz für biofilmbildende Pathogene und die damit zusammenhängenden chronischen Infektionen, der aufgrund seines Mechanismus Resistenzbildungen verhindern soll.

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Publikation

The virulence factor LecB varies in clinical isolates: consequences for ligand binding and drug discovery: Roman Sommer, Stefanie Wagner, Annabelle Varrot, Corwin M. Nycholat, Ariane Khaledi, Susanne Häussler, James C. Paulson, Anne Imberty and Alexander Titz. Chem. Sci., 2016, Advance Article, DOI: 10.1039/C6SC00696E

Link: pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2016/SC/C6SC00696E



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