Bakterielle Zellen weisen einen grundlegend anderen Aufbau auf als menschliche oder tierische Zellen. Dadurch gibt es verschiedene Möglichkeiten, Mechanismen zum Angriff der Bakterien zu entwickeln, die nur die Bakterien treffen und nicht menschliche Zellen. Sie besitzen beispielsweise eine stabile Zellwand, während die humanen Zellen nur eine Zellmembran besitzen. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen hat sich ein Team unter Leitung des Helmholtz-Instituts für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) einem etwas weniger offensichtlichen Angriffspunkt gewidmet: dem Stoffwechsel, genauer dem Methylerythritol-Phosphatweg – MEP-Weg.
Neues Angriffsziel: Enzym IspD
Der MEP-Weg ist essenziell für den Energiestoffwechsel diverser Bakterien, darunter auch Pseudomonas aeruginosa, an dem das Team forschte. Wird dieser Prozess gestört, können überlebenswichtige Stoffe nicht mehr produziert werden und infolgedessen sterben die Bakterien ab. Der Vorteil: in menschlichen Zellen gibt es diesen Stoffwechselweg nicht. Für einen geeigneten Angriffspunkt untersuchte das Forschungsteam die einzelnen Schritte des MEP-Weges.
Dabei rückte das Enzym IspD in den Fokus, Teil des dritten Schrittes im MEP-Weg. Die Forschenden konnten erstmals eine Kristallstruktur von IspD aus P. aeruginosa lösen und damit tiefe Einblicke in den strukturellen Aufbau erlangen. Dadurch konnten die Forschenden untersuchen, wie ein spezifisches chemisches Fragment an das Enzym bindet und optimierte Derivate designen, welche die Bindetasche besser nutzen und stärker an das Enzym binden.
Entwicklung neuer Wirkstoffe
Diese Eigenschaften und auch die weiteren pharmazeutischen Eigenschaften bieten eine vielversprechende Grundlage zur Entwicklung neuer Wirkstoffe, so Eleonora Diamanti, Projektmanagerin der Forschungsgruppe und Assistenzprofessorin. IspD ist bisher noch von keinem auf dem Markt erhältlichen Medikament das Ziel, was diese Forschung so besonders macht. So ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Wirkstoffe, die auf den MEP-Weg abzielen, gegen die Krankheitserreger wirken, die gegen viele Wirkstoffe bereits resistent sind.
Das Team arbeitet bereits an der Weiterentwicklung der Moleküle, um Wirksamkeitsstudien an Bakterien realisieren zu können.
Quelle: idw
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