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Pharmakologie: Alte Antibiotika mit neuer Schlagkraft

Durch chemische Modifikationen ist es gelungen, die Wirksamkeit einer bestimmten Antibiotikaklasse zu steigern, Resistenzen zu überwinden und Nebenwirkungen zu verringern.
Antibiotika 4',6'-O-Acetal und Helix 44 eines bakteriellen RibosomsLaden...

Antibiotika greifen je nach Klasse an verschiedenen Stellen in den Stoffwechsel der Bakterien ein und stören so lebenswichtige Prozesse, beispielsweise den Aufbau der Zellwand, die DNA-Synthese oder die Herstellung von Proteinen. Letzteres geschieht bei den Aminoglycosiden, zuckerartigen Substanzen aus der Gruppe der Oligosaccharide. Die Wirkstoffmoleküle heften sich an die Ribosomen, welche die von der Boten-RNA kodierten Aminosäuren zu Proteinen aneinanderfügen. Das Antibiotikum behindert diesen Vorgang, so dass die lebenswichtigen Eiweißstoffe entweder gar nicht oder fehlerhaft produziert werden. Die Bakterienzelle stirbt daraufhin ab.

Problematisch ist aber, dass viele Aminoglycosid-Antibiotika nicht nur die Ribosomen von Mikroben, sondern teils auch jene von menschlichen Zellen torpedieren. Besonders empfindlich sind hier die Haarzellen im Innenohr. Durch Aminoglycoside können sie absterben, was zu bleibenden Hörschäden bis hin zur Taubheit führt. Neuen Untersuchungen zufolge sind vor allem die Ribosomen in den Mitochondrien betroffen, die als Kraftwerke der Zelle fungieren und über eigene Gene verfügen. Das deckt sich mit Beobachtungen, wonach Menschen mit einer erblichen Veränderung dieser "Mitoribosomen" besonders anfällig für die Nebenwirkungen der Aminoglycoside sind.

Erik C. Böttger von der Universität Zürich und seine Kollegen wollten die Wirkstoffe deshalb so abändern, dass sie sich möglichst nur an bakterielle Ribosomen heften. ...

Juni 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2014

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  • Quellen

Shulman, E. et al.: Designer Aminoglycosides That Selectively Inhibit Cytoplasmic Rather than Mitochondrial Ribosomes Show Decreased Ototoxicity. In: Journal of Biological Chemistry 289, S.  2318- 2330, 2014

Perez-Fernandez, D. et al.: 4′-O-Substitutions Determine Selectivity of Aminoglycoside Antibiotics. In: Nature Communications 5, 3112, 2014

Lee, R. E. et al.: Spectinamides: A New Class of Semisynthetic Antituberculosis Agents That Overcome Native Drug Efflux. In: Nature Medicine 20, S. 152 - 158, 2014