Multiresistente Erreger sind eine große Bedrohung für die Gesundheit. Die Universität Graz hat nun einen Weg gefunden, um mittels Peptiden, also winzigen Eiweißmolekülen, die Zellmembranen der Erreger zu ­beschädigen bzw. diese abzutöten. Peptide wirken nicht nur gegen Bak­terien, sondern auch gegen Pilze, Viren und sogar Krebszellen.
Der Forscherin Nermina Malanovic vom Institut für Molekulare ­Biowissenschaften an der Universität Graz ist dieser bahnbrechende Erfolg im Kampf gegen multiresistente Erreger gelungen. Sie hat die Eigen­schaften der synthetisch hergestellten Peptide OP-145 und SAAP-148 untersucht und gezeigt, wie diese winzigen Eiweißmoleküle die Außenhüllen von Bakterien beschädigen.
„Vor allem multiresistente Keime haben oft komplexe Bakterien­hüllen, was die Behandlung so schwierig macht“, erklärt Molekular­biologin Malanovic, „die Universität Graz hat jedoch eine starke Expertise in der ­Er­forschung dieser Membranen.“ Ein Fokus liegt in der Klärung der Frage, an welcher Stelle der Bakterienoberfläche ein gewisses Medika­ment überhaupt wirkt. „Bei den Peptiden haben wir untersucht, wie ­diese Moleküle es in das Zellinnere schaffen“, so Malanovic.

Zerstört Viren, Pilze und Krebszellen

Dabei wurde beobachtet, dass es oft gar nicht nötig sei, dass die Peptide bis in die Zelle vordringen. Diese können die Zellmembran so weit verändern, dass Moleküle aus dem Umfeld des Bakteriums eindringen können. „Die Zelle wird dann nicht direkt durch die Peptide getötet, ­sondern kann der Flut der fremden Stoffe wie Wasser oder Mineralien nicht standhalten“, so Malanovic.
Mit diesen Erkenntnissen kann man nun unterschiedliche Peptide so kombinieren, dass ihre Wirkung gegen Krankheitserreger verstärkt wird. Malanovic: „Peptide töten Bakterien, Pilze, lipidhaltige Viren wie das Coronavirus und sogar Krebszellen.“ Die Krankheitserreger werden dabei so schnell vernichtet, dass sich keine Resistenzen bilden können. Selbst die ­gefürchteten Krankenhauskeime können so vernichtet werden.

Entzündungshemmend

„Noch dazu sind Peptide entzündungshemmend und können dort ein­gesetzt werden, wo Krankheitserreger das Immunsystem beeinträchtigen“, so die Biochemikerin. Sie nennt virale Erkrankungen wie Covid-19 als Beispiel: Der Verlauf werde oft durch Sekundärinfektionen mit Bakterien oder Pilzen massiv verschlechtert. „Peptide greifen fundamentale ­Eigenschaften der Zellmembranen an und töten dadurch die Erreger, die somit keine Entzündung mehr auslösen können.“
Warum werden sie dann nicht bereits großflächig eingesetzt? „Die ­Kosten sind derzeit sehr hoch – 100 Milligramm kommen auf rund 2000 Euro. Nur spezielle Labors können diese Stoffe herstellen. Jedes Peptid ist dabei besonders zu behandeln“, erklärt Malanovic.

Patente eingereicht

Ein Ziel ihrer Arbeit ist es daher auch, ein strategisches Design ­solcher Wirkmoleküle zu entwickeln. Durch die neuen wissenschaft­lichen ­Erkenntnisse könnte man leicht neue Peptide designen und den Herstellungs­prozess optimieren. „Das ist wirklich ein erster Schritt hin zum Sieg über superresistente Bakterien“, so Malanovic. Zwei Stoffe hat sie bereits selbst entwickelt und zusammen mit der ­Universität Graz zum Patent angemeldet.

Publikation: 
Bactericidal Activity to Escherichia coli: Different Modes of Action of Two 24-Mer Peptides SAAP-148 and OP-145, Both Derived from Human Cathelicidine LL-37. 
https://www.mdpi.com/2079-6382/12/7/1163