[ Back to EurekAlert! ] Public release date: 3-Jan-2013
[ | E-mail Share Share ]

Contact: Natasha Pinol
npinol@aaas.org
202-326-7088
American Association for the Advancement of Science

Studie enthüllt neue Überlebensstrategie für Bakterien, die Antibiotika ausgesetzt sind

Die Erkenntnisse könnten bei der Entwicklung von Therapien zur Bekämpfung von Bakterienerkrankungen hilfreich sein

Diese Pressemitteilung ist verfügbar auf Englisch.

Forscher haben neue Überlebensmethoden von Bakterien, die mit Antibiotika behandelt werden, entdeckt.

Der neu entdeckte Überlebensmechanismus unterscheidet sich grundsätzlich von anderen, bisher bekannten Strategien von Bakterien. Die Erforschung dieser Überlebensstrategie könnte bei der Entwicklung von Arzneimitteln gegen schwer zu behandelnde Bakterienstränge hilfreich sein, darunter arzneimittelresistente Tuberkulose, die ein immer dringender werdendes Problem der öffentlichen Gesundheit ist. Die Studie basiert auf Mycobacterium smegmatis, einem Cousin der Tuberkulose auslösende Mikrobe, und dessen Reaktion auf das Tuberkulostatikum Isoniazid.

Die Forschung wurde von Yuichi Wakamoto von der Universität Tokio und Neeraj vom Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne durchgeführt und erscheint in der am 4. Januar herauskommenden Ausgabe von Science. Die Zeitschrift wird von der gemeinnützigen internationalen Wissenschaftsgesellschaft AAAS herausgegeben.

Bereits 1944 wurde in der Forschung beobachtet, dass Antibiotika weniger wirksam gegen Zellenpopulationen sind, die sich nicht vermehren. In jüngerer Zeit wurde durch Experimente nachgewiesen, dass manche Bakterien den Kontakt mit Antibiotika dank einer Population von sich nicht teilenden „Persister-Zellen", die bereits vor der Behandlung mit Antibiotika in der Population vorhanden sind, überleben.

„Dieses Konzept wurde trotz sehr begrenzter experimenteller Unterstützung als allgemeine Erklärung für die bakterielle Persistenz weitgehend akzeptiert", sagte Wakamoto.

Wakamoto und seine Kollegen berichten jetzt, dass sich nicht teilende Persister-Zellen für das Überleben von M. smegmatis, die mit Isoniazid behandelt werden, nicht verantwortlich sind. Tatsächlich hat das Überleben der Zellen überhaupt keinen Zusammenhang mit der Wachstumsrate. Vielmehr machen es Zufallsausstöße von bakteriellen Enzymen namens KatG möglich, dass manche Zellen die Behandlung mit Antibiotika überleben.

„Unser Beitrag in Science liefert den eindeutigen experimentellen Beweis dafür, dass es weitere Mechanismen für die Persistenz gibt", sagte Dhar. „Unsere Erkenntnisse belegen die Notwendigkeit der erneuten Untersuchung von Persistenz-Mechanismen auf der Ebene der einzelnen Zelle bei anderen Bakterien, darunter Mycobacterium tuberculosis, das beim Menschen Tuberkulose auslöst."

Die Forscher untersuchten einzelne Zellen von M. smegmatis in mikrofluidischen und mit Isoniazid behandelten Kulturen. Dieses Arzneimittel ist ein „Prodrug", das erst nach seiner Verabreichung und nachdem es mit bestimmten Verbundstoffen in der Zelle im Austausch ist, aktiv wird. Bei M. smegmatis ist es KatG, das Isoniazid aktiviert.

Das Schicksal einzelner Zellen wurde nicht mit ihren Wachstumsraten sondern mit ihrer Produktion von KatG korreliert. Jede Zelle produzierte KatG in Zufallsausstößen, die die Überlebenschance der Zelle festlegte.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass es in bestimmten Zellen Zeiträume zwischen den Ausstößen gab, in denen die Enzymumwandlung des Prodrug kaum möglich war. Auf diese Weise gelang es manchen Zellen wahrscheinlich, durch das aktivierte Antibiotikum nicht abgetötet zu werden.

„Derzeit kann man nur darüber spekulieren, ob es gleiche oder ähnliche Mechanismen auch in anderen Arten von Bakterien gibt, obgleich wir denken, dass dies wahrscheinlich der Fall ist", sagte Wakamoto.

###

Diese Forschung wurde gefördert von der Charles H. Revson Foundation, dem Heiser Program for Research in Leprosy and Tuberculosis des New York Community Trust, dem Harvey L. Karp Discovery Fellowship und dem JST PRESTO Program, der Bill and Melinda Gates Foundation, den National Institutes of Health und der Swiss National Science Foundation.

Die American Association for the Advancement of Science (AAAS) ist die größte allgemeinwissenschaftliche Gesellschaft der Welt und Herausgeberin der Zeitschriften Science, Science Translational Medicine und Science Signaling. Der 1848 gegründeten AAAS gehören ca. 261 wissenschaftliche Gesellschaften und Akademien an. Sie steht 10 Millionen Menschen zu Diensten. Science ist mit einer geschätzten Leserschaft von insgesamt einer Million Menschen die auflagenstärkste kostenpflichtige Zeitschrift der allgemeinwissenschaftlichen Zeitschriften mit Peer Review. Die gemeinnützige AAAS steht allen offen und erfüllt ihre Aufgabe der „Förderung der Wissenschaft und des Dienstes an der Gesellschaft" durch Initiativen in Wissenschaftspolitik, internationalen Programmen, wissenschaftlicher Bildung und mehr. Melden Sie sich auf EurekAlert!, der führenden Website für Nachrichten aus der Wissenschaft, an, um über die aktuellsten Nachrichten aus der Forschung informiert zu werden – ein Service von AAAS.



[ Back to EurekAlert! ] [ | E-mail Share Share ]

 


AAAS and EurekAlert! are not responsible for the accuracy of news releases posted to EurekAlert! by contributing institutions or for the use of any information through the EurekAlert! system.