Neuer Antibiotika-Ansatz: Bakterien sollen sich selbst umbringen

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Streptococcus pyogenes kann höllische Schmerzen auslösen. Vor allem im Rachenraum heftet sich das Bakterium an das Gewebe und beginnt dort sein zerstörerisches Werk: Der Erreger verteilt in seiner Umgebung einen ganzen Mix an Giften, der rote Blutkörperchen und andere Zellen zerstört oder auflöst. Es dauert nicht lange, und die Infektion hinterlässt auch sichtbare Spuren, die der Arzt meistens als Mandelentzündung diagnostiziert. In besonders schweren Fällen droht sogar Lebensgefahr.

Um sich vor ihren eigenen Bakteriengiften zu schützen, müssen Mikroben effektive Gegenmaßnahmen entwickeln. Streptococcus pyogenes produziert eigens ein wirksames Gegengift. Damit verhindern die Erreger, dass sie sich gegenseitig zerstören. Könnte man Bakterien also mit ihren eigenen Waffen schlagen, indem man die Bildung des Gegengifts blockiert?

Einen wichtigen Schritt in diese Richtung ist dem Team um Craig Smith von der Washington University in St. Louis bereits gelungen: Sie haben den Verteidigungsmechanismus des Bakteriums Streptococcus pyogenes geknackt - eine wichtige Voraussetzung, um Bakterien anfällig für ihre eigenen Giftstoffe zu machen. Wie sie im Fachmagazin "Structure" berichten, biete der Mechanismus eine Möglichkeit, das normalerweise produzierte Gegengift funktionsunfähig zu machen.

Bei dem Gegengift, das Streptococcus pyogenes zur Selbstverteidigung nutzt, handelt es sich um ein spezielles Eiweißmolekül. Dieses Protein heftet sich an das Bakteriengift (ebenfalls ein Protein) an, und zwar derart, dass dieses nicht aktiv werden und das Bakterium auch nicht schädigen kann.

Das Gegengift kann seine Form ändern

Als Smith und seine Kollegen diese Schlüsselreaktion untersuchten, entdeckten sie, dass das Gegengift-Molekül zwei unterschiedliche äußere Formen annehmen kann: Treffen Gift- und Gegengiftmolekül aufeinander, verändert sich das Gegengift derart, dass es es das Giftmolekül blockiert, so dass dieses seine tödliche Wirkung nicht mehr entfalten kann.

Diesen Umstand sehen die Forscher als Achillesferse des Bakteriums: Gelänge es, das Gegengift mit Hilfe eines Wirkstoffs dauerhaft in seiner inaktiven Form zu halten, könnte es das Toxin nicht mehr unschädlich machen. So würde das von der Bakterienzelle freigesetzte Gift die Mikroben selbst attackieren.

Wie wichtig die Entdeckung dieses Verteidigungsmechanismus von Streptococcus pyogenes für die Entwicklung neuer Medikamente ist, fasst Studienleiter Smith zusammen: "Zwischen Bakterien und ihren Wirten herrscht Krieg. Die Bakterien sondern Gifte ab, und der Organismus reagiert darauf über sein Immunsystem. Zusätzlich bekämpfen wir die Infektionen mit Antibiotika. Da aber immer mehr Erreger Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, müssen wir neue Wege gehen."

Da viele Bakterien mit der Toxin-Antitoxin-Methode arbeiten, seien die neuen Erkenntnisse ein vielversprechender Ansatzpunkt, um die Erreger mit ihren eigenen Waffen zu schlagen.