Neue Strategien zur Bekämpfung von Antibiotikaresistenzen: Erkenntnisse von UMass Amherst und Microbiotix

von Santiago Fernandez
7 Kommentare
antibiotic-resistant superbugs

Bahnbrechende Forschungsarbeiten von UMass Amherst und Microbiotix befassen sich mit dem kritischen Problem antibiotikaresistenter Superbakterien. Ihre Studie stellt eine neue Methode vor, die sich auf die Störung des Typ-3-Sekretionssystems in Krankheitserregern konzentriert und einen innovativen Weg zur Bekämpfung von Infektionen darstellt. Dieser Ansatz wird durch hochmoderne, auf Luziferase basierende Technologien unterstützt, die neue Wege für neue pharmazeutische Entwicklungen eröffnen und unser Verständnis mikrobieller Infektionen vertiefen und damit einen bedeutenden Meilenstein im Bereich der öffentlichen Gesundheit darstellen. Quelle: SciTechPost.com

Entwicklung eines Tests zur Identifizierung neuartiger Medikamente, die Krankheitserreger neutralisieren können, was zu erheblichen Verbesserungen der öffentlichen Gesundheit führt.

Die Herausforderung antibiotikaresistenter Superbakterien, die aktuelle medizinische Behandlungen untergraben, ist ein dringendes Problem für die öffentliche Gesundheit. Das CDC berichtet, dass jährlich über 2,8 Millionen solcher Infektionen auftreten. Weltweit suchen Forscher dringend nach Lösungen für dieses Problem.

Fortschritte beim Verständnis von Krankheitserregern

Einem Forscherteam der University of Massachusetts Amherst ist in Zusammenarbeit mit Microbiotix-Wissenschaftlern ein bedeutender Durchbruch gelungen, wie in der Fachzeitschrift ACS Infectious Diseases veröffentlicht. Sie haben eine Methode entwickelt, die auf das Typ-3-Sekretionssystem abzielt, mit dem Krankheitserreger Wirtszellen infizieren. Das Team hat außerdem einen Test entwickelt, um neue Medikamente zu identifizieren, die diesen wichtigen zellulären Mechanismus angreifen können, und so erhebliche Fortschritte im öffentlichen Gesundheitswesen zu erzielen.

Schwierigkeiten bei der Entwicklung von Antibiotika

Bei herkömmlichen Methoden zur Behandlung mikrobieller Infektionen werden Antibiotika eingesetzt, die in schädliche Zellen eindringen und diese zerstören. Die Entwicklung eines wirksamen Antibiotikums ist eine Herausforderung, da es sowohl wasserlöslich für den Bluttransport als auch fettlöslich sein muss, um Zellmembranen zu durchdringen. Darüber hinaus haben pathogene Zellen Mechanismen wie Effluxpumpen entwickelt, um Antibiotika auszustoßen, was die Entwicklung und Wirksamkeit von Arzneimitteln weiter erschwert.

Neue Ansätze zur Bekämpfung von Superbugs

Ein Ansatz besteht darin, neue Antibiotika oder Kombinationen zu entwickeln, um Superkeimen den Garaus zu machen. Alternativ ist, wie von Alejandro Heuck, außerordentlicher Professor für Biochemie und Molekularbiologie an der UMass Amherst und leitender Autor des Artikels, vorgeschlagen, eine Verlagerung des Schwerpunkts von der Abtötung von Krankheitserregern auf die Deaktivierung ihrer Mechanismen möglich. Bei dieser Strategie geht es darum, das Typ-3-Sekretionssystem, ein einzigartiges Merkmal pathogener Mikroben, anzugreifen, die Wirksamkeit des Krankheitserregers zu verringern und es den natürlichen Abwehrkräften des Wirts zu ermöglichen, die Infektion zu beseitigen.

Erforschung der Wirt-Pathogen-Interaktionen

Um in Wirtszellen einzudringen, verwenden Krankheitserreger einen spritzenähnlichen Mechanismus, das Typ-3-Sekretionssystem, um Proteine zu injizieren, die die Infektion erleichtern. Dieses System basiert auf den Proteinen PopD und PopB, um einen Tunnel durch die Membran der Wirtszelle zu bilden. Eine Störung dieses Prozesses kann dazu führen, dass der Erreger unwirksam wird.

Revolutionäre Forschungsmethodik

Als Tracer nutzte Heucks Team Luciferasen, Enzyme, die denen von Blitzwanzen ähneln. Sie teilten das Enzym und bauten jede Hälfte in die PopD/PopB-Proteine bzw. Wirtszellen ein. Das Aufleuchten von Wirtszellen in Gegenwart bestimmter chemischer Verbindungen weist auf eine erfolgreiche Penetration von PopD/PopB hin, wohingegen Dunkelheit auf eine Störung des Translokons hindeutet.

Auswirkungen und Finanzierung der Studie

Diese Forschung hat zwar klare Auswirkungen auf Pharmazeutika und die öffentliche Gesundheit, verbessert aber auch unser Verständnis der Mechanismen mikrobieller Zellinfektionen. Die Studie mit dem Titel „Cell-Based Assay to Determine Type 3 Secretion System Translocon Assembly in Pseudomonas aeruginosa Using Split Luciferase“ von Hanling Guo, Emily J. Geddes, Timothy J. Opperman und Alejandro P. Heuck wurde am 18. November veröffentlicht 2023 in ACS-Infektionskrankheiten. Es erhielt Unterstützung vom UMass Amherst Institute for Applied Life Sciences, dem Healey Endowment Grant und den National Institutes of Health.

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zu antibiotikaresistenten Superkeimen

Was ist der Schwerpunkt der jüngsten Forschung von UMass Amherst und Microbiotix?

Die von UMass Amherst und Microbiotix durchgeführte Forschung konzentriert sich auf die Lösung des Problems antibiotikaresistenter Superbakterien. Es stellt einen neuartigen Ansatz vor, der auf das Typ-3-Sekretionssystem von Krankheitserregern abzielt, um Infektionen zu verhindern. Diese Methode wird durch innovative, auf Luciferase basierende Technologien unterstützt und zielt darauf ab, die Entwicklung neuer Medikamente voranzutreiben und so einen wesentlichen Beitrag zur öffentlichen Gesundheit zu leisten.

Wie trägt das Typ-3-Sekretionssystem zur Antibiotikaresistenz bei?

Das Typ-3-Sekretionssystem ist ein Mechanismus, den Krankheitserreger nutzen, um Wirtszellen zu infizieren. Dabei wird mithilfe von Proteinen wie PopD und PopB ein Tunnel durch die Membran der Wirtszelle geschaffen. Durch die gezielte Bekämpfung und Störung dieses Systems wollen Forscher die Wirksamkeit von Krankheitserregern verringern und so verhindern, dass sie Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln.

Vor welchen Herausforderungen steht die Entwicklung neuer Antibiotika?

Die Entwicklung neuer Antibiotika ist eine Herausforderung, da das Medikament sowohl wasserlöslich (für den einfachen Transport durch den Blutkreislauf) als auch fettlöslich (um die Zellmembran von Krankheitserregern zu durchdringen) sein muss. Darüber hinaus haben pathogene Zellen Effluxpumpen entwickelt, die Antibiotika ausstoßen können, was die Entwicklung wirksamer Behandlungen weiter erschwert.

Welche alternativen Strategien werden gegen Superbugs vorgeschlagen?

Neben der Entwicklung neuer Antibiotika besteht eine von Forschern vorgeschlagene alternative Strategie darin, den Schwerpunkt auf die Deaktivierung der von Krankheitserregern genutzten Mechanismen wie des Typ-3-Sekretionssystems zu verlagern. Dieser Ansatz zielt darauf ab, Krankheitserreger unwirksam zu machen, ohne sie abzutöten, und so das Risiko einer Resistenzentwicklung zu verringern.

Welche innovative Forschungsmethode wurde in dieser Studie verwendet?

Als Tracer nutzte das Forscherteam Luciferasen, Enzyme, die denen von Blitzwanzen ähneln. Sie bauten Hälften dieser Enzyme sowohl in die von Krankheitserregern verwendeten Proteine (PopD/PopB) als auch in Wirtszellen ein. Dies ermöglichte es ihnen, chemische Verbindungen zu identifizieren, die die Bildung des Translokons, einen entscheidenden Schritt bei der Infektion mit Krankheitserregern, entweder erleichtern oder stören.

Mehr über antibiotikaresistente Superbakterien

  • UMass Amherst Forschung zu Superbugs
  • Das Typ-3-Sekretionssystem verstehen
  • Herausforderungen bei der Antibiotikaentwicklung
  • Neue Ansätze zur Antibiotikaresistenz
  • Artikel im ACS Infectious Diseases Journal
  • Nationale Gesundheitsinstitute unterstützen die Forschung

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7 Kommentare

MikeD77 Dezember 25, 2023 - 7:23 am

Interessante Lektüre, aber kann jemand mehr über Luciferasen erklären? Wie funktionieren sie in diesem Zusammenhang genau?

Antwort
Emma_the_Reader Dezember 25, 2023 - 9:01 am

Bedeutet das, dass wir Superbugs endlich einen Schritt voraus sind? Ich habe schon seit Ewigkeiten darüber gelesen und es kam mir immer so hoffnungslos vor.

Antwort
John Smith Dezember 25, 2023 - 9:42 am

Wow, das ist wirklich bahnbrechendes Zeug! Die Art und Weise, wie sie die Superbakterien-Krise angehen, ist einfach brillant …

Antwort
Sally_R Dezember 25, 2023 - 6:35 pm

Ich bin kein Wissenschaftler, aber das scheint eine große Sache zu sein? Dieses Typ-3-Sekretionssystem scheint der Schlüssel zum Stoppen dieser Bakterien zu sein

Antwort
CuriousCat Dezember 25, 2023 - 7:58 pm

Antibiotikaresistenzen sind beängstigende Dinge. Ich freue mich, dass kluge Leute sich dafür engagieren … aber wie weit sind wir von tatsächlichen Behandlungsmöglichkeiten entfernt?

Antwort
Wissenschaftsfanatiker Dezember 26, 2023 - 1:04 am

Ich verfolge Antibiotikaresistenzen seit Jahren und dies ist eine der vielversprechendsten Entwicklungen, die ich je gesehen habe. Hoffe, dass es klappt.

Antwort
HealthGuru101 Dezember 26, 2023 - 3:53 am

Es ist großartig zu sehen, dass UMass Amherst in dieser Forschung führend ist. Die öffentliche Gesundheit braucht diese Art von Innovation. weiter so!

Antwort

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