Medizin & Krankenhaus

Forschung & Entwicklung

Braunschweig,  24. August 2017


Krankenhauskeim „Pseudomonas“ soll mit neuem Wirkstoff bekämpft werden

Aussicht auf Erfolg: Mithilfe eines neuen, antiinfektiven und optimierten Wirkstoffs sollen demnächst chronische Lungeninfektionen, hervorgerufen durch das Bakterium Pseudomonas aeruginosa, bekämpft werden können. Bisher war eine vollständige Heilung oder eine verstärkte Unterdrückung der bakteriellen Last in der Regel nicht möglich.

Wissenschaftler des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) und des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF), Braunschweig, optimieren nun einen antiinfektiven Wirkstoff mit einem neuen Wirkmechanismus.

Ausgangspunkt ist eine Substanz, die die Pathogenität des Bakteriums blockieren und dessen Biofilm-Schutzschild schwächen kann. Der Helmholtz-Validierungsfonds, das DZIF und das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) investieren gemeinsam 2,7 Millionen Euro in die Optimierung dieser Substanzklasse. Ziel ist es, einen präklinischen Entwicklungskandidaten zu entwickeln, der anschließend in Kollaboration oder im Rahmen einer Firmenausgründung weiterentwickelt werden kann.

„Wir setzen große Hoffnung in diesen Wirkstoffkandidaten“, erklärt Dr. Martin Empting, der das Projekt am HIPS/HZI gemeinsam mit Prof. Rolf Hartmann und Dr. Thomas Hesterkamp durchführt. Denn anders als ein Antibiotikum töte die Substanz das Bakterium nicht, sondern störe dessen Fähigkeit, den Wirt zu schädigen und sich durch Biofilmbildung vor dem Immunsystem zu schützen. „Das Bakterium wird durch diesen Pathoblocker auch anfälliger für eine parallele antibiotische Therapie“, fügt Empting hinzu.

Der Wirkstoff, der den bakteriellen Rezeptor PqsR, auch MvfR genannt, angreift, wirkt selektiv und spezifisch gegen Pseudomonas aeruginosa und verschont damit andere Bakterien, die von Nutzen sein können.

Das auch als Krankenhauskeim gefürchtete Bakterium wird auf der „Priority Pathogens List“ der WHO als einer der drei wichtigsten Erreger zur Entwicklung neuer Wirkstoffe aufgeführt. Es befällt Atem- und Harnwege oder Wunden und löst gefährliche Infektionen aus, die sehr schwierig zu behandeln sind. Besonders häufig betroffen sind Patienten, die an Mukoviszidose leiden; hier verursacht Pseudeomonas aeruginosa chronische Lungeninfektionen, die permanent mit Antibiotika behandelt werden müssen. Auch Patienten, die an obstruktiven Atemwegserkrankungen oder erweiterten Bronchien, sogenannten Bronchiektasen leiden, sind vor diesem Erreger betroffen. Die zunehmenden Antibiotikaresistenzen erschweren eine erfolgreiche Behandlung.


Ein Molekül blockiert Virulenzfaktoren und Biofilm-Strukturen

Die Wissenschaftler haben beide Patientengruppen im Blick, wenn sie ihre Leitstruktur optimieren. Das Ausgangsmolekül hat nach ersten Erkenntnissen gute Voraussetzungen zur Entwicklung eines erfolgreichen Wirkstoffs: Die Pathoblocker hemmen die Funktion des Rezeptors PqsR, der eine Schlüsselrolle im Infektionsgeschehen von Pseudomonas aeruginosa spielt. Über diesen Rezeptor reguliert das Bakterium seine gruppenspezifische Virulenz und damit Faktoren, die für die Infektionsschwere zuständig sind. Der Wirkstoffkandidat unterdrückt diesen Virulenz-Prozess und nachweislich die Masse an Biofilm, der von Pseudomonaden gebildet wird und die Bakterien vor Angriffen des Immunsystems schützt. Mit der Bildung eines Biofilms wird eine Infektion in der Regel chronisch und schwerer behandelbar.


Auf dem Weg vom Molekül zum Produkt

Auf dem Entwicklungsweg vom Molekül zum Produkt arbeiten Wirkstoff-Designer an der Veränderung der Molekülstruktur, bis sie die für einen Wirkstoff notwendigen Eigenschaften aufweist. Dazu gehört beispielsweise eine hohe Wirksamkeit an der Zielstruktur, hohe Selektivität und eine gute Verfügbarkeit am Wirkort.

„Am Ende der Entwicklung soll ein Wirkstoff stehen, der von Patienten mit chronischen Lungeninfektionen inhaliert werden kann“, erklärt Empting. Dabei sehen die Wissenschaftler derzeit eine Anwendung als Begleittherapie zu Antibiotika als einen vielversprechenden ersten Anwendungsbereich. „Die Entwicklung von Pathoblockern ist eine wichtige Option, um das Problem schwer therapierbarer chronischer Infektionen nachhaltig in den Griff zu bekommen“, ist Empting sicher.

 

Bildunterschrift: Pseudomonas aeruginosa: als Krankenhauskeim gefürchtet.

Bild: @ CDC/Janice Haney Carr