Neuartiges Antibiotikum auf Ackerunkraut entdeckt

27. Juli 2018, 10:42

Forscher entdeckten mehrere antibiotisch wirkende chemische Stoffe auf Pflanzen – Macrobrevin ist besonders vielversprechend

Bern – Forschende der ETH Zürich haben auf einem Ackerunkraut neuartige, antibiotisch wirksame chemische Substanzen entdeckt. Viele der heute verwendeten Antibiotika wurden auf der Basis von Naturstoffen entwickelt, die Bakterien selber produzieren, um andere Bakterien abzuwehren. Gesucht und gefunden hat man diese Stoffe vor allem im Boden.

Nun haben sich Julia Vorholt und Jörn Piel vom Institut für Mikrobiologie der ETH Zürich einem ganz anderen Ökosystem zugewandt: der Blattoberfläche von Pflanzen. Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Antimikrobielle Resistenz" untersuchten sie Bakterienstämme von der Blattoberfläche der Acker-Schmalwand.

Dieser Mikrokosmos, Phyllosphäre genannt, ist sehr nährstoffarm. "Das führt zu großem Konkurrenzdruck", sagt Vorholt. "Deshalb produzieren Bakterien unterschiedlichste Stoffe, mit denen sie ihren Lebensraum verteidigen", ergänzt die Forscherin. Denn trotz des knappen Nahrungsangebots bevölkert eine Vielzahl von Organismen die Phyllosphäre.

Neue Antibiotika entwickeln

Zusammen mit Piel untersuchte Vorholt mehr als zweihundert Bakterienstämme. Für diese lagen zwar deren Genome entschlüsselt vor, sie wurden aber bisher kaum gezielt analysiert. Die Forscher fanden 725 antibiotische Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Stämmen, die dazu führen, dass sich bestimmte Bakterien nicht mehr vermehren.

"Die große Frage war natürlich, ob wir nur Stoffe gefunden haben, die bereits aus anderen Lebensräumen bekannt sind, oder ob wir auf Verbindungen mit ganz neuen Eigenschaften gestoßen sind", so Piel. Dies nämlich wäre für die Antibiotikaforschung äußerst wichtig: Sie sucht nach neuen Antibiotika mit Wirkmechanismen, die sich von denen der derzeitigen Medikamente deutlich unterscheiden und so bestehende Antibiotikaresistenzen überwinden.

Neuartige chemische Struktur

Um dies festzustellen, mussten die Forscher die genauen chemischen Zusammensetzungen im Detail studieren. Sie taten dies für Gencluster und Stoffe eines einzelnen Bakterienstammes, der sich als besonders aktiver Produzent erwiesen hat. Dabei entdeckten sie mehrere antibiotisch wirkende chemische Stoffe. Einer davon, von den Forschenden Macrobrevin benannt, weist eine absolut neuartige chemische Struktur auf.

Nun geht es darum zu klären, ob Macrobrevin und andere neu entdeckte Substanzen auch gegen Bakterien wirken, die beim Menschen Krankheiten auslösen. Erfreulich ist für den Wissenschafter die Tatsache, sehr viele Naturstoffe für Antibiotika entdeckt zu haben: "Dieses unglaublich vielfältige Ökosystem kann mit Sicherheit noch sehr viele neue Ansätze für die Medizin liefern. Unsere Resultate bestätigen, dass es sich lohnt, die Suche nach Antibiotika in der Natur auszuweiten", sagte Piel. (APA, sda, red, 27.7.2018)

Infos zum Forschungsprogramm NFP72:

Weltweit werden immer mehr Erreger resistent gegen die heute bekannten Antibiotika. So werden einst leicht behandelbare Infektionen zu tödlichen Krankheiten. Das Nationale Forschungsprogramm "Antimikrobielle Resistenz" (NFP 72) sucht nach Lösungen, um dieser Entwicklung entgegenzutreten.

Im NFP 72 arbeiten Humanmediziner, Veterinäre, Biologen und Umweltwissenschafter fächerübergreifend zusammen. Dieser One-Health-Ansatz ist zentral, denn die Ursachen und Auswirkungen von Antibiotikaresistenzen betreffen gleichermaßen den Menschen und seine Nutztiere, ebenso wie die Umwelt, wo Resistenzen etwa in Abwässern verschleppt werden.

Originalstudie:

Bipartite interactions, antibiotic production and biosynthetic potential of the Arabidopsis leaf microbiome

Zum Weiterlesen:

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EU: Jährlich 25.000 Tote durch multiresistente Keime

Wie resistente Bakterien überlistet werden können

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