Designer-Schleim soll Infektionen verhindern
MIT-Forscher bauen Biopolymere, die durch Aufnahme von Wasser Kolloide und Hydrogele bilden
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Künstlicher Schleim: MIT-Forscher arbeiten gegen Resistenzen (Bild: mit.edu) |
Cambridge (pte001/01.04.2021/06:00)
Der menschliche Körper produziert Schleim in größeren Mengen. Eklig finden das die meisten. Außerdem halten sie ihn für ein Krankheitssymptom. In Wirklichkeit ist er ein wichtiger Bestandteil der Abwehrkräfte des Körpers. Forscher am Massachusetts Institute of Technology https://www.mit.edu/ (MIT) in Cambridge/USA haben jetzt einen synthetischen Schleim entwickelt in der Hoffnung, dass er eingesetzt werden kann, um den Schutz vor Krankheitserregern zu verbessern.
[b]Alternative zu Antibiotika[/b]
Basismaterial des Schleims sind Muzine, das sind Biopolymere, die durch Aufnahme von Wasser Kolloide und Hydrogele bilden. Jetzt ist es Laura Kiessling, Professorin für Biochemie, Katharina Ribbeck, Professorin für Biotechnik, und Richard Schrock, emeritierter Professor für Chemie, gelungen, Muzine synthetisch herzustellen. Basismaterial ist ein Kunststoff. Tests zeigten, dass diese Muzine beispielsweise das Bakterium Vibrio cholerae, Auslöser der gefährlichen Infektionskrankheit Cholera, wirkungsvoll bekämpfen können.
An Hand der synthetischen Muzine versuchen die Forscher jetzt herauszufinden, welche Bestandteile der Muzine unabdingbar sind für ihre Funktionen, insbesondere für die antibakterielle Wirkung. Dann sei der Weg frei für die Behandlung und Vorbeugung von Infektionskrankheiten, die heute mit Antibiotika bekämpft werden. Der Einsatz synthetischer Muzine könne das Problem der Resistenzen lösen, das Bakterien immun gegen eine Behandlung machen.
[b]Flaschenbürstenartige Polymere mit Zucker[/b]
Natürliche Muzine sind lange, flaschenbürstenartige Proteine mit vielen Zuckermolekülen, die als Glykane oder Polysaccharide bezeichnet werden. Ribbeck hat entdeckt, dass diese Muzine viele Schlüsselfunktionen infektiöser Bakterien stören, einschließlich ihrer Fähigkeit, Toxine abzusondern, miteinander zu kommunizieren und sich an Zelloberflächen zu binden. Der Nachbau dieser Muzine war bisher wegen ihrer hochkomplexen Struktur nicht möglich. Es ist ein sehr langes Molekül aus tausenden Aminosäuren, an die sich ebenso viele Glykane binden.
[b]Synthetischer Kautschuk als Vorbild[/b]
Die Forscher beschlossen, sich auf die lange Kette aus Aminosäuren zu konzentrieren. Sie nutzten ein Verfahren namens Ringöffnungsmetathese-Polymerisation, das beispielsweise genutzt wird, um bestimmte Kohlenwasserstoffe zu langen Ketten zu formen, die synthetischen Kautschuk bilden. Genauso bildeten die MIT-Forscher synthetische Muzin-Moleküle. Den dabei aktiven Katalysator hatte Schrock entwickelt und dafür 2005 den Nobelpreis für Chemie bekommen. Diese Ketten reicherten die Entwickler mit Glykanen an. Sie sind zwar noch nicht so effektiv wie echter Schleim. „Doch es ist ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, was wirklich relevant ist", sagt Kiessling.
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