Neues Antibiotikum zielt laut Studie mit neuartiger Methode auf tödliche arzneimittelresistente Bakterien
Das Bakterium Acinetobacter baumannii kann nach Angaben der US Centers for Disease Control and Prevention schwere Infektionen der Lunge, der Harnwege und des Blutes verursachen. Es ist resistent gegen eine Klasse von Breitbandantibiotika, die so genannten Carbapeneme.
Das Carbapenem-resistente Acinetobacter baumannii, auch bekannt als CRAB, stand 2017 ganz oben auf der Liste der antibiotikaresistenten "prioritären Krankheitserreger" der Weltgesundheitsorganisation. In den Vereinigten Staaten verursachte das Bakterium in diesem Jahr schätzungsweise 8.500 Infektionen bei Krankenhauspatienten und 700 Todesfälle, wie aus den jüngsten Daten der CDC hervorgeht.
CRAB ist für etwa 2 % der in US-Krankenhäusern festgestellten Infektionen verantwortlich. In Asien und dem Nahen Osten ist es häufiger anzutreffen und verursacht weltweit bis zu 20 % der Infektionen auf Intensivstationen.
Das Bakterium gedeiht in medizinischen Umgebungen wie Krankenhäusern und Pflegeheimen. Das höchste Infektionsrisiko haben Menschen, die einen Katheter tragen, an ein Beatmungsgerät angeschlossen sind oder offene Wunden von einer Operation haben.
Der Erreger ist so schwer zu beseitigen, dass die US-amerikanische Gesundheitsbehörde FDA seit mehr als 50 Jahren keine neue Antibiotikaklasse zur Behandlung zugelassen hat, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.
Das neue Antibiotikum, Zosurabalpin, kann Acinetobacter baumannii jedoch wirksam abtöten, so die Forscher von der Harvard University und dem Schweizer Gesundheitsunternehmen Hoffmann-La Roche.
Zosurabalpin gehört zu einer eigenen chemischen Klasse und verfügt über eine einzigartige Wirkungsweise, so Dr. Kenneth Bradley, globaler Leiter der Abteilung für Infektionskrankheiten bei Roche Pharma Research and Early Development und einer der Forscher.
"Dies ist ein neuartiger Ansatz, sowohl in Bezug auf den Wirkstoff selbst als auch auf den Mechanismus, mit dem er Bakterien abtötet", sagte er.
Acinetobacter baumannii ist ein gramnegatives Bakterium, was bedeutet, dass es durch innere und äußere Membranen geschützt ist, was seine Behandlung erschwert. Ziel der Forschung war es, ein Molekül zu identifizieren und zu optimieren, das die Doppelmembranen überwinden und die Bakterien abtöten kann.
"Diese beiden Membranen bilden eine gewaltige Barriere für das Eindringen von Molekülen wie Antibiotika", so Bradley.
Die Forscher begannen mit der Entwicklung von Zosurabalpin, indem sie etwa 45.000 kleine antibiotische Moleküle, so genannte tethered macrocyclic peptides, untersuchten und diejenigen identifizierten, die das Wachstum verschiedener Bakterientypen hemmen konnten. Nach jahrelanger Verbesserung der Wirksamkeit und Sicherheit einer kleineren Anzahl von Verbindungen kamen die Forscher schließlich zu einem modifizierten Molekül.
Zosurabalpin hemmt das Wachstum von Acinetobacter baumannii, indem es die Bewegung großer Moleküle, der so genannten Lipopolysaccharide, zur äußeren Membran verhindert, wo sie für die Aufrechterhaltung der Integrität der Membran benötigt werden, was zum Zelltod führt.
Laut der Studie war Zosurabalpin bei mehr als 100 getesteten klinischen CRAB-Proben wirksam.
Das Antibiotikum reduzierte die Bakterienmenge in Mäusen mit CRAB-induzierter Lungenentzündung erheblich, so die Forscher. Es verhinderte auch den Tod von Mäusen mit einer durch die Bakterien ausgelösten Sepsis.
"Die Entdeckung von Medikamenten, die auf schädliche gramnegative Bakterien abzielen, ist seit langem eine Herausforderung, da es schwierig ist, Moleküle dazu zu bringen, die bakteriellen Membranen zu überwinden, um Ziele im Zytoplasma zu erreichen", schreiben die Forscher. "Erfolgreiche Verbindungen müssen in der Regel eine bestimmte Kombination chemischer Eigenschaften aufweisen".
Zosurabalpin befindet sich derzeit in klinischen Studien der Phase 1, um die Sicherheit, Verträglichkeit und Pharmakologie des Moleküls beim Menschen zu untersuchen, so die Studienautoren.
Trotz der neuen Entwicklung bleibt die antimikrobielle Resistenz weltweit eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit, da es an wirksamen Behandlungen mangelt, sagt Dr. Michael Lobritz, der globale Leiter für Infektionskrankheiten bei Roche Pharma Research and Early Development, der ebenfalls an der Studie beteiligt war.
Eine antimikrobielle Resistenz entsteht, wenn sich Keime wie Bakterien und Pilze so weit entwickeln, dass sie die Begegnung mit den Medikamenten, die sie abtöten sollen, überleben können.
Laut einer in der Fachzeitschrift Lancet veröffentlichten Analyse aus dem Jahr 2022 starben 2019 weltweit etwa 1,3 Millionen Menschen direkt an der Antibiotikaresistenz. Zum Vergleich: HIV/AIDS und Malaria verursachten in diesem Jahr 860.000 bzw. 640.000 Todesfälle.
In den USA kommt es jedes Jahr zu mehr als 2,8 Millionen antimikrobiell resistenten Infektionen. Mehr als 35.000 Menschen sterben laut dem CDC-Bericht über die Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen 2019 daran.
In den letzten Jahrzehnten wurden mehr Antibiotika entwickelt, um grampositive Infektionen zu behandeln, die in der Regel weniger schädlich und weniger resistent gegen Antibiotika sind als gramnegative Bakterien, so Lobritz.
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"Diese gramnegativen Bakterien haben seit langem Resistenzen gegen viele unserer bevorzugten Erstlinien-Antibiotika entwickelt", sagte er, und Zosurabalpin ist ein einzelnes Antibiotikum, das gegen einen "sehr gefährlichen" Erreger antritt.
Den Forschern zufolge könnte der Ansatz, mit dem das Wachstum von Acinetobacter gehemmt wird, auch bei anderen schwer zu behandelnden Bakterien wie E. coli helfen.
"Er funktioniert, indem er die Bildung dieser äußeren Membran blockiert", sagte Bradley und fügte hinzu, dass dieser Prozess bei allen gramnegativen Bakterien gleich ist. Wenn man die Biologie hinter diesem Prozess versteht, können künftige Forscher lernen, wie man das Wachstum anderer Bakterien mit anderen modifizierten Molekülen hemmen kann, sagt er.
"Innovationen sind schwer zu bekommen", sagte Lobritz. "Wir haben zehn Jahre lang an diesem Projekt gearbeitet, um den jetzigen Stand zu erreichen, und es stehen noch weitere klinische Studien an, bevor feststeht, ob es sich um ein Medikament handelt oder nicht."
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Quelle: edition.cnn.com
