Zunehmender Einsatz von Antibiotika erhöht das Risiko, dass diese bei ernsthaften Erkrankungen nicht mehr wirken. Denn der Körper könnte dann bereits resistent dagegen sein. Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) aus Troy im US-Bundesstaat New York haben einen alternativen Weg gefunden: Sie bildeten Enzyme, die Krankheitserreger auf eine Art bekämpfen, die keine Resistenz auslöst.
Bei der Natur abgeguckt
Dabei orientierten sich die Experten Jonathan Dordick aus dem Forscherteam an der Natur: „Unsere Idee war es, im Prinzip das Vorgehen der Natur zu nutzen, es aber zu verbessern.“ Um zu leben und zu wachsen, produzieren die neuen Enzyme das gegen körpereigene Zellen gerichtete Autolysin: Es zerstört die Zellwände und fördert den Teilungs- und Vermehrungsprozess. Die Forscher fanden heraus, dass sie im Kampf gegen andere Bakterien ähnlich verfahren: Sie produzieren den Wirkstoff Bacteriocine: Dieser hemmt das Wachstum gegnerischer Mikroorganismen oder beendet dieser sogar. Ein dritter natürlicher Weg, Bakterien zu bekämpfen, besteht im Einsatz von Viren (Bakteriophagen), die die Mikroorganismen aus deren Innerem bekämpfen.
Starke natürliche Gegner
„Es ist für Krankheitserreger äußerst schwer, gegen diese natürlichen Gegner Resistenzen zu entwickeln. Wenn sie Resistenzen etwa gegen Autolysin entwickelten, könnten sie sich nicht mehr teilen“, so Dordick – sie könnten keinen Schaden mehr anrichten. Die Enzyme, die Bakterien angreifen, sind so aufgebaut, dass sich Teile an die Zellwand des Bakteriums andocken und andere sie durchlöchern: „Das so attackierte Bakterium hat keine Chance“, so der Forscher.
Enzym-Eigenschaften gekoppelt
In der Natur vorkommende Enzyme richten sich stets gegen ein bestimmtes Bakterium. Für die Forscher des RPI ging es deshalb darum, die Vorgaben der Natur zu verbessern. „Unsere Idee war: Können wir nach dem Vorbild von Lego-Bauten vorgehen und den Andockmechanismus des einen Enzyms mit der Zerstörungskraft des anderen Enzyms koppeln?“, erläutert Dordick. Mit einem solchen „Lego-Enzym“ bekämpfen die Forscher derzeit erfolgreich das Bakterium Staphylococcus aureus, das bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem Lungen- und Hirnhautentzündung, Entzündungen am Herzen, schweres Kreislauf- und Organversagen sowie Blutvergiftung verursachen kann. „Unser Ansatz macht den Weg frei für die Entwicklung von wirkungsvollen antibakteriellen Enzymsystemen“, gibt sich Dordick abschließend zuversichtlich.
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