Pseudomonas aeruginosa: Zuckerwirkstoff schützt Zellen vor dem Bakterium

Bakterien müssen draussen bleiben: Ein europäisches Team von Forschern hat einen Wirkstoff gegen den Krankenhauskeim Pseudomonas aeruginosa gefunden. Mit Hilfe eines Zuckerwirkstoffs gelang es den Wissenschaftlern, den Zugang zu Wirtszellen für den Krankenhauskeim zu versperren.

Ein Zuckerwirkstoff kann den Krankenhauskeim schwächen, Fotoquelle: 123RF

Dr. Thorsten Eierhoff und Juniorprofessor Dr. Winfried Römer von der Universität Freiburg haben gemeinsam mit dem Team um Prof. Dr. Nicolas Winssinger von der Universität Genf und Dr. Anne Imberty von der Universität Grenoble einen Zuckerkomplex entdeckt, der das Bakterienprotein LecA bindet. Eben dieses Protein ist dafür verantwortlich, dass das Bakterium Pseudomonas aeruginosa in menschliche Lungenzellen gelangen kann.

Ein Gerüst aus Molekülen als Schutzkappe

Bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem oder chronisch Kranken kann der Krankenhauskeim Pseudomonas aeruginosa unter anderem Haut-und Lungenentzündungen auslösen. Dieser Keim ist in vielen Fällen gegen Antibiotika resistent. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Keime, denen der Wirkstoff zugeführt wird, zu 90 Prozent weniger in menschliche Lungenzellen einfallen. Der Zucker Galaktose wird vom Protein LecA auf Wirtszellen gebunden. Auf diese Weise kann sich das Bakterium an die Zelle heften, in sie einfallen und sich in ihr ausbreiten.

Das Molekül, das von den Wissenschaftlern entdeckt wurde, versperrt dem LecA den Zugang zu den Rezeptoren der Wirtszelle, indem es sich selbst an das Protein  bindet. Die Forschergruppe um Imberty konnte den Vorgang auf Molekülebene darstellen. Eierhoff erklärt hierzu: „Der Wirkstoff ist genau auf LecA zugeschnitten: Ein Gerüst von organischen Molekülen bringt zwei Galaktosezucker in den richtigen Abstand zueinander, sodass sie exakt in zwei Bindungsstellen des LecA auf der Bakterienzelle passen.“ Durch das Andocken an das Protein und übernimmt der Wirkstoff die Funktion einer Schutzkappe: Den Pseudomonas-Keimen wird der Weg in die Wirtszelle versperrt.

Ein vielversprechender Wirkstoff

Die Forschergruppe um den Chemiker Winssinger entdeckte durch umfassende Tests das passende Gerüst aus Molekülen. Die Gruppe von Römer testete im Anschluss, wie viele Bakterien es letztlichb noch durch das Gerüst in die Zelle schafften. Durch die Bindung über LecA an Wirtszellen finden die Bakterien ihren Weg in die menschlichen Lungenzellen. Ein gutes Beispiel hierfür ist die zystische Fibrose, eine erbliche Erkrankung der Schleimhäute. 80 Prozent der Todesfälle durch diese Erkrankung werden auf das Bakterium Pseudomonas aeruginosa zurückgeführt. Mit Hilfe der neuen Erkenntnisse könnte man nun einen Wirkstoff entwickeln, der den Keim in hohem Maße einschränkt.

Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg