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Israeli Science: Nachrichten aus Rehovoth
NEUE ERKENNTISSE ZUR WIRKSTOFFRESISTENZ BEI BAKTERIEN
REHOVOT, Israel -- 2. April 1997-- In einer wissenschaftlichen Untersuchung, die
neues Licht auf den alarmierenden Anstieg von therapieresistenten Bakterienstaemmen wirft,
entdeckten Forscher des Weizmann Instituts ein Molekuel, das Bakterien gegen eine
ungewoehnlich grosse Bandbreite von Wirkstoffen widerstandsfaehig macht. Die Ergebnisse,
von denen die Aprilausgabe des Journal of Bacteriology berichtet, legen den Schluss nahe,
dass es immer schwieriger werden wird, neue, leistungsfaehige Wirkstoffe gegen bakterielle
Infektionen zu finden.
Andererseits koennte das neu entdeckte Molekuel MdfA als Modell fuer die weitere
Erforschung der multiplen Wirkstoffresistenz dienen und dabei helfen, das Phaenomen bei
bakteriellen Krankheiten zu ueberwinden. Die Ergebnisse zeigen auch einen Weg auf, wie man
dem Problem der Wirkstoffresistenz von Krebszellen naeher kommen. Krebszellen stossen
naemlich zahlreiche Wirkstoffe gegen Krebs aus und behindern so die Chemotherapie.
"Ganz gleich, wie ausgetuefelt unsere neuen Wirkstoffe sind, immer mehr Bakterien
verfuegen ueber ebenso ausgetueftelte Mechanismen, die sie dagegen resistent machen,"
sagt Dr. Eitan Bibi von der Abteilung Biochemie des Instituts, der die Untersuchung mit
der Doktorandin Rotem Edgar durchfuehrte.
"Dies ist eine Herausforderung fuer antibakterielle Therapien, die so entwickelt
werden muessen, dass sie die wachsende Resistenz bereits im voraus bedenken."
Schlafendes Ueberlebenspotential
In den Zellen fast aller Lebewesen gibt es Molekuele, die die Zelle gegen eine Reihe
von Substanzen widerstandsfaehig machen. Diese Molekuele sitzen in der Zellmembran und
funktionieren wie Pumpen, indem sie Giftstoffe oder andere unerwuenschte Chemikalien aus
der Zelle gleichsam entfernen. Zu solchen "unerwuenschten" Stoffen zaehlen zum
Teil auch medizinische Wirkstoffe.
Bisher wusste man, dass die meisten dieser vielseitigen Molekuelpumpen bestimmte
Wirkstoffklassen mit bestimmten chemischen Eigenschaften erkennen und sich dagegen wehren
konnten, wie zum Beispiel gegen Stoffe mit einer postiven Ladung oder solche, die zu
Lipidanbindung neigen (aus Lipiden besteht die Zellmembran). Diese chemischen
Eigenschaften bestimmen, wie ein Wirkstoff von der Zelle aufgenommen wird und beeinflussen
daher die toxische Wirkung eines Wirkstoffes auf das Ziel in der Zelle.
Mit dem neu entdeckten Resistenzmolekuel MdfA koennen Bakterienzellen eine bisher
ungeahnte Vielzahl verschiedenartiger Antibiotika und anderer Wirkstoffe ausstossen -
Wirkstoffe mit sehr unterschiedlichen chemischen Eigenschaften. So koennen sie zum
Beispiel sowohl positiv als auch nicht geladene Wirkstoffe, sowie solche mit und ohne
Vorliebe fuer Lipidanbindung.
"Die Entdeckung eines Molekuels mit einem so aussergewoehnlich breiten
Widerstandsspektrum in einer Bakterienart laesst den Schluss zu, dass wir wahrscheinlich
aehnliche Molekuele in anderen Bakterien finden werden," sagt Bibi.
Das unterstreicht nur das Potential einiger Bakterien, selbst komplexe
Antibiotikabehandlungen zu ueberstehen und stellt eine Herausforderung an kuenftige
Therapien dar."
Ein Evolutionsvorteil
Die beiden Wissenschaftler stiessen auf das MdfA-Molekuel bei einer Untersuchung zur
Wirkstoffresistenz bei Escherichia coli, einem Bakterium, mit dem die Wissenschaft gern
experimentiert. (E. coli-Bakterien leben normalerweise im menschlichen Darm und helfen bei
der Verdauung, doch wenn bestimmte Staemme des Bakteriums ueber verseuchtes Trinkwasser
oder unzureichende Hygiene in andere Organe gelangen, koennen sie ernsthafte Erkrankungen
hervorrufen wie zun Beispiel Durchfall bei Kindern oder Infektionen des Harntraktes).
Die Wissenschaftler fuehrten Experimente durch, in denen sie die Bakterien mit
verschiedenen Wirkstoffen angriffen. Sie fanden heraus, dass geringe Mengen von MdfA in
allen E. coli-Staemmen vorhanden waren und sich bei geringen Wirkstoffmengen wehren
konnten. Bei grossen Mengen kombinierter Wirkstoffe starben jedoch die meisten Bakterien
ab.
Enthielten die Bakterien aber mehr als die uebliche Menge des mdfA-Gens, so dass sie
mehr als die uebliche Menge des MdfA-Molekuels produzierten, ueberlebten sie sogar diese
schweren Attacken. Das legt den Schluss nahe, dass das MdfA-Molekuel eine grosse
Widerstandsfaehigkeit gegen zahlreiche unterschiedliche Wirkstoffe in sich birgt.
Bibi meint, dass das Auftreten solcher Breitsprektrum-Resistenmolekuele anscheinend
eine neuere Entwicklung der Evolution ist, die nicht zuletzt durch moderne Medizin bewirkt
wurde. Obgleich die heutigen Arzneimittel zweifellos und ganz offensichtlich viel Gutes
geleistet haben, haben ein paar wenige Bakterien unvermeidlich jeden neuen Wirkstoff durch
ihre natuerliche Resistenz ueberlebt und diesen evolutionaeren Vorteil an ihre Nachkommen
weitergegeben. Die Ergebnisse sind immer widerstandsfaehigere Bakterien, die mit
vielseitigeren Resistenz- mechanismen ausgestattet sind.
Member of the Israeli HyperBanner
Dr. Eitan Bibi ist Inhaber des Dr. Samuel O. Freedman benannten Lehrstuhls fuer
Karrierefoerderung in Biologie. Gefoerdert wurde die Untersuchung vom Israelischen
Krebsforschungsfond und von der Muenchner Minverva-Stiftung.
Neue Meldungen vom Weizmann Institut finden Sie auch im World Wide Web auch unter http://www.weizmann.ac.il, und http://www.eurekalert.org.
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