Neuer Ansatz hilft bei der Entwicklung besserer Antibiotika zur Bekämpfung arzneimittelresistenter Infektionen

Eine neue Art der Entwicklung von Antibiotika könnte die Entdeckung neuer Behandlungsmethoden für arzneimittelresistente Infektionen unterstützen.

Es könnte auch dazu beitragen, Antibiotika wiederzubeleben, die ihre Wirksamkeit verloren haben, weil sich Bakterien im Laufe der Zeit entwickelt haben, um die Medikamente zu überleben, die sie abtöten sollen.

Die von Forschern des King’s College London geleitete und im veröffentlichten Studie Zeitschrift für Medizinische Chemiebeschreibt einen neuen Ansatz namens „Efflux Resistance Breaker“ (ERB), der darauf abzielt, eine der Möglichkeiten zu überwinden, auf denen Bakterien einer Antibiotikabehandlung entgehen.

Viele Bakterien verwenden molekulare Pumpen, sogenannte Effluxpumpen, um Antibiotika aus der Zelle zu verdrängen, bevor die Medikamente eine Konzentration erreichen können, die hoch genug ist, um sie abzutöten. Dies reduziert die Menge an Antibiotika im Inneren der Bakterien und ermöglicht das Überleben resistenter Infektionen.

Das von King’s geleitete Team hat gezeigt, dass Antibiotika chemisch so umgestaltet werden können, dass sie von diesen Pumpen weniger leicht entfernt werden. Dadurch kann das Antibiotikum in höheren Konzentrationen in der Bakterienzelle verbleiben und seine Fähigkeit, Bakterien abzutöten, auch dann wiederherstellen, wenn Resistenzmechanismen vorhanden sind.

Wichtig ist, dass die Arbeit zeigt, dass der ERB-Ansatz eine neue Art der Entwicklung von Antibiotika unterstützen könnte, indem er Resistenz-brechende Eigenschaften direkt in ihr Design einbaut.

Im Gegensatz zu früheren Strategien, bei denen versucht wurde, Antibiotika mit separaten Effluxpumpeninhibitoren zu kombinieren, baut dieser neue Ansatz Resistenz-brechende Eigenschaften direkt in das Antibiotikamolekül ein. Das bedeutet, dass das Antibiotikum sich selbst davor schützen soll, ausgepumpt zu werden.

Professor Khondaker Miraz Rahman, Ein Professor für Medizinische Chemie vom King’s College London, der die Studie leitete, sagte:

„Die Resistenz gegen antimikrobielle Mittel nimmt zu, aber die Zahl wirklich neuer Antibiotika in der Entwicklung bleibt besorgniserregend gering. Unsere Arbeit zeigt, dass wir Antibiotika so umgestalten können, dass sie in höheren Konzentrationen in Bakterienzellen verbleiben und Resistenzmechanismen überwinden, die sie normalerweise unwirksam machen würden. Dieser Ansatz könnte uns dabei helfen, bessere neue Antibiotika zu entwickeln, er könnte aber auch dazu beitragen, bestehende Antibiotikaklassen wiederzubeleben, die Bakterien zu besiegen gelernt haben.„

Professor J. Mark Sutton von der britischen Gesundheitssicherheitsbehörde, der ein wichtiger Mitarbeiter dieses Projekts ist, sagte:

„Effluxpumpen sind eine der Hauptursachen für Antibiotikaresistenzen, da sie die Wirkstoffkonzentration in der Bakterienzelle reduzieren. Diese Studie zeigt, dass dieses Problem durch rationales chemisches Design gelöst werden kann. Indem wir eine Efflux-Resistenz direkt in das Antibiotikum einbauen, können wir möglicherweise die Aktivität gegen Bakterien wiederherstellen, die durch aktuelle Medikamente nicht mehr bekämpft werden können.“

Die Studie liefert einen wichtigen Proof of Concept für die Entdeckung von Antibiotika. Es zeigt, dass die Aufrechterhaltung einer hohen intrazellulären Antibiotikakonzentration dazu beitragen kann, Resistenzen zu überwinden, auch bei Bakterien, die bereits eine verringerte Anfälligkeit für vorhandene Antibiotika zeigen.

Die Forscher glauben, dass die ERB-Plattform als allgemeine Strategie zur Entwicklung von Antibiotika mit eingebauter Widerstandsfähigkeit gegenüber Efflux-vermittelten Resistenzen genutzt werden könnte. Das Manuskript beschreibt die ERB-Technologie als Rahmen für die Entwicklung von Antibiotika der nächsten Generation und für die Wiederbelebung bestehender Medikamente.

Das Team wird sich nun auf die Kommerzialisierung der ERB-Technologie und die Weiterentwicklung der mithilfe dieser Strategie entwickelten Antibiotika in die klinische Entwicklung konzentrieren, mit dem Ziel, diese Entdeckung in neue Behandlungsmöglichkeiten für arzneimittelresistente Infektionen umzusetzen.

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