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Forscher finden neuen Ansatz, den Krankenhauskeim Pseudomonas aeruginosa gezielt zu bekämpfen

Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa

Immer mehr Bakterien stellen sich als Antibiotika-resistent heraus. Wenn kein Antibiotikum mehr anschlägt, können selbst „einfache“ Infektionen zum Tod der Patienten führen. Forscher haben nun eine neuartige Möglichkeit gefunden, das Bakterium Pseudomonas aeruginosa auszuschalten.

Der hartnäckige Erreger Pseudomonas aeruginosa überlebt mittlerweile häufig Antibiotika-Therapien1. Durch seine komplexen Kommunikationsmechanismen ist er resistent gegen Angriffe des körpereigenen Immunsystems geworden. Besonders seine Anpassungsfähigkeit und die Signalstoffabstimmung erschweren es Forschern, den resistenten Krankenhauskeim zu bekämpfen.

Das Bakterium entzieht sich den antibiotischen Wirkstoffen, indem es sich durch einen schwer durchdringbaren Biofilm abkapselt oder die Giftstoffe der Medikamente mit kleinen Pumpen aus dem Biofilm heraus schleust ohne, dass diese den Bakterien-Stoffwechsel erreichen. Zu welcher Strategie die Bakterien greifen, das stimmen sie untereinander ab. Sie setzen Signalmoleküle frei, die ihnen dabei helfen, ab einem bestimmten Grenzwert („Quorum“), entsprechende Gegenreaktionen auszulösen. „Quorum Sensing“ nennt man diese spezielle Kommunikationsart, von der Pseudomonas aeruginosa gleich drei besitzt.

Schwachpunkt von Pseudomonas entdeckt

Forscher des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) in Saarbrücken haben nun herausgefunden: eines dieser Kommunikationssysteme (das sogenannte pqs-System, das für „Pseudomonas Quinolone Signal“ steht) ist möglicherweise ein Schwachpunkt des Erregers, über den das hartnäckige Bakterium bekämpft werden
könnte2.

Schon lange war den Forschern bekannt, dass Pseudomonas aeruginosa mit einem breiten Spektrum von Signalmolekülen arbeitet – nicht aber, wie die Vielfalt dieser Moleküle im Detail entsteht. Wissenschaftler Florian Witzgall, Doktorand bei Prof. Wulf Blankenfeldt (Leiter der Abteilung „Struktur und Form der Proteine“ des HZI), hat das jetzt genauer untersucht.

Demnach ergibt sich die Signalvielfalt des Bakteriums aus dem Zusammenspiel zweier Proteine: eines bildet den Stabilisator (PqsB), das andere führt die chemische Reaktion durch (PqsC). Der Proteinkomplex (PqsBC) ist extrem flexibel. „PqsBC ist das erste Beispiel für diese Proteinfamilie, bei dem die Beweglichkeit durch verschiedene Kristallstrukturen auch tatsächlich nachgewiesen wurde“, erläutert Florian Witzgall in einer Mitteilung des Helmholtz-Zentrums3.

Das Ziel der Forscher ist nun, neue Medikamente zu entwickeln, die die Beweglichkeit von PqsBC lahmlegen. Dadurch könnte der Proteinkomplex gezielt gehemmt und die Kommunikation von Pseudomonas aeruginosa unterbrochen werden.

Weiterführende Informationen

  1. Pseudomonas aeruginosa, Robert-Koch-Institut

  2. The Alkylquinolone Repertoire of Pseudomonas aeruginosa is Linked to Structural Flexibility of the FabH‐like 2‐Heptyl‐3‐hydroxy‐4(1H)‐quinolone (PQS) Biosynthesis Enzyme PqsBC, Witzgall F et al., ChemBioChem

  3. Auch Krankenhauskeime haben Schwachstellen, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)



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