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pte20180628003 Medizin/Wellness, Forschung/Entwicklung

Darmbakterium produziert effektive Antibiotika

Bio-Produktion verspricht geringere Kosten und vermeidet Rückstände


Mix aus Tabletten: Bio statt Chemie als Ziel (Foto: Bernd Kasper, pixelio.de)
Mix aus Tabletten: Bio statt Chemie als Ziel (Foto: Bernd Kasper, pixelio.de)

Delft (pte003/28.06.2018/06:10) - Antibiotika töten Bakterien, wenn diese nicht gerade resistent sind. Forscher an der Technischen Universität Delft http://tudelft.nl/en haben den Spieß jetzt umgedreht. Die Mikroorganismen, die ein Team um Helena Shomar entwickelt hat, produzieren Antibiotika, die anderen Bakterien den Garaus machen.

Erbinformationen isoliert

Konkret geht es um die Familie der Carbapeneme, die unter anderem Imipenem, Ertapenem, Meropenem, Doripenem und Tebipenem umfassen. Diese Antibiotika sind oft die letzte Rettung, wenn andere Präparate versagen. "Dieser Wirkstoff zerstört die Zellwände der Bakterien, sodass diese letztlich explodieren", so Shomar. Bisher werden Carbapeneme synthetisch hergestellt, ein aufwendiger und damit teurer Prozess, der zudem chemische Abfälle hinterlässt, die entsorgt werden müssen. Eine Bio-Produktion verspricht geringere Kosten und vermeidet Rückstände.

Zahlreiche Mikroorganismen produzieren Antibiotika, um sich vor Bakterien zu schützen. Man findet sie überall, in jedem Gartenboden beispielsweise. Nutzen lässt sich diese Fähigkeit nicht, denn die Mikroorganismen lassen sich nicht in Fermentern züchten. Die Delfter Wissenschaftler haben eine andere Lösung gefunden: Sie isolierten Erbinformationen aus dem Bakterium Pectobacterium carotovorum, das ein Antibiotikum erzeugt, und schleusten sie in Escherichia coli (E. coli) ein - einem Bakterium, das unter anderem im Darm von Säugetieren lebt. Dieses wird in manipulierter Form häufig als Produzent von Wirkstoffen genutzt.

Bakterium persistent gemacht

Shomar und ihr Team haben das Bakterium so manipuliert, dass es Car produziert, ein relativ einfaches Antibiotikum aus der Familie der Carbapeneme. Anfangs war die Ausbeute gering. Ein Enzym, das die Produktion in E. coli anregt, arbeitete nicht effektiv. Also manipulierten sie das Bakterium erneut, sodass es ein Protein herstellen konnte.

Das zweite Problem war, dass das produzierte Antibiotikum den Produzenten schadete. Ab einer gewissen Konzentration starben sie ab. Deshalb machten die Forscher das Bakterium persistent. Das bedeutet, es wächst nicht mehr, schläft gewissermaßen und kann dem selbst produzierten Antibiotikum länger standhalten. Mittlerweile beträgt die Ausbeute 54 Milligramm pro Liter. Das sei ermutigend, aber noch nicht genug. "Es sind noch einige Verbesserungen nötig und möglich", sagt Gregory Bokinsky, der das nach ihm benannte Institut an der TU Delft leitet.



(Ende)
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