11.07.2018 Mit Farbstoff gegen Überlebenskünstler

Neue Methode ermöglicht bessere Analyse der Überlebensstrategien von multiresistenten Bakterien

Bakterienkeime interagieren mit menschlichen Wirtszellen - die Analyse dieser Interaktionsmuster erleichtert ein neuer Farbstoff, der an der Universität Marburg entwickelt wurde.

Unser Alltag wird von Billionen von Bakterien begleitet – von Bakterien, die positiv am Stoffwechsel beteiligt sind und unserem Organismus nützen, und von Bakterien, die zu Infektionen führen können. Letztere lassen sich in der Regel gut mit Antibiotika behandeln. Doch Bakterien sind Überlebenskünstler – einige von ihnen sind unempfindlich gegenüber vielen Antibiotika geworden. Solche multiresistenten Erreger stellen eine zunehmende, weltweite Bedrohung dar. Ein Forscherteam der Philipps-Universität Marburg entwickelte einen Fluoreszenzfarbstoff, der multiresistente Erreger markiert und gleichzeitig ermöglicht, deren Interaktion mit Immunzellen detaillierter zu untersuchen. Ihre Ergebnisse schildert die Forschergruppe im Fachjournal „Angewandte Chemie“.

„Im Zuge der gegenwärtigen Antibiotikakrise hat die Weltgesundheitsorganisation der Erforschung multiresistenter Erreger höchste Priorität eingeräumt“, sagt Humanbiologe Juniorprofessor Dr. Leon Schulte vom Institut für Lungenforschung am Fachbereich Medizin, der den Farbstoff gemeinsam mit Chemikerin Juniorprofessorin Dr. Olalla Vázquez vom Fachbereich Chemie entwickelte. „Von besonderem Interesse ist dabei die Interaktion der Bakterien mit der menschlichen Immunabwehr. Die Analysen der Interaktionsmuster werden jedoch durch einen Mangel an geeigneten Methoden erschwert.“ Denn bislang wurden Farbstoffe eingesetzt, die toxisch auf die Mikroorganismen wirkten. „Ein entscheidender Nachteil, da so die Interaktion mit dem Immunsystem nicht mehr analysiert werden kann. Das ist aber wichtig, um die unterschiedlichen Überlebensstrategien der Bakterien analysieren und somit nachvollziehen zu können“, sagt Schulte.

Im Vergleich zu früheren Verfahren vereinfacht die nun vorgestellte Methode die Leuchtmarkierung von Bakterien, da sie deren Lebensfähigkeit nicht einschränkt. Exemplarisch konnten die Forscherinnen und Forscher dadurch bereits unterschiedliche Strategien von Pneumonie-Erregern, also Bakterien, die Lungenentzündungen verursachen, in der Interaktion mit Immunzellen untersuchen. „In Zukunft könnte die neue Methode dazu verwendet werden, Strategien von Krankheitskeimen aus Patientenproben schnell und tiefgreifend zu charakterisieren, um passgenaue, individuelle Therapien im Kampf gegen Antibiotika-resistente Erreger einzusetzen“, sagt Schulte.

Originalpublikation: Leon N. Schulte, Benedikt Heinrich, Harshavardhan Janga, Bernd T. Schmeck, Olalla Vazquez: A Far‐Red Fluorescent DNA Binder Enables Interaction Studies of Live Multidrug‐Resistant Pathogens and Host Cells. https://doi.org/10.1002/anie.201804090