Neues organisches Molekül könnte eine wirksame Waffe im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen werden

Ein organisches Molekül aus Einfachzuckern könnte eine wirksame Waffe im Kampf gegen steigende Antibiotikaresistenzen werden. laut EU-finanzierten Forschern, die einen Roman entwickelt haben, gezielte Arzneimittelabgabetechnik zur Behandlung tödlicher Tuberkulose und anderer tödlicher Krankheitserreger.

Das EU-finanzierte CYCLON HIT-Projekt untersuchte Cyclodextrine – cyclische Oligosaccharide, deren molekulare Zusammensetzung dem gewöhnlichen Haushaltszucker ähnelt – als nanotechnologisch hergestellte Trägerstoffe für Antibiotika und andere Medikamente. Sie entdeckten, dass Cyclodextrin-Nanocarrier nicht nur zur effizienten Verkapselung und zum Schutz von Antibiotika gegen resistente Bakterien entwickelt werden können, sondern aber dass diese Moleküle auch eigene einzigartige antimikrobielle Eigenschaften besitzen.

Wir haben einen völlig innovativen Ansatz gewählt, bei dem Cyclodextrine nicht nur als Nanoträger von Wirkstoffkombinationen verwendet werden, sondern auch eine aktive Rolle bei der Bekämpfung von Infektionen spielen, indem sie den Mechanismus stören, durch den Bakterien in Zellen eindringen."

Ruxandra Gref, Projektkoordinator, Centre National de la Recherche Scientifique in Frankreich

Bekämpfung von Tuberkulose, eine der häufigsten Todesursachen weltweit, die jedes Jahr mehr als 1,5 Millionen Menschenleben fordert, das CYCLON HIT-Team untersuchte eine Methode, um antibiotikaverstärkte Cyclodextrin-Nanopartikel direkt in die Lunge zu bringen, bei dem die Mycobacterium tuberculosis Erreger reichert sich beim Menschen an. Dieses hochspezialisierte Bakterium verwendet einen Teil der Zellmembran, die als Lipid-Rafts bezeichnet werden, um in das Lungengewebe einzudringen, wo es sich in Abwehrzellen, den sogenannten Makrophagen, niederlassen kann. verbirgt sich effektiv im körpereigenen Immunsystem.

„Mit diesem genialen Mechanismus der Erreger dringt in Makrophagen ein und bleibt dort bestehen, obwohl sie bei der Abtötung von Fremdkörpern eine Rolle spielen. Wir fanden heraus, dass sich modifizierte Cyclodextrine auch bevorzugt an Lipid-Rafts ansiedeln und als Schutzschild gegen das Eindringen von Pathogenen ohne jegliche Toxizität für den Körper wirken. “, sagt Gref.

Cyclodextrine können daher so konstruiert werden, dass sie zwei lebensrettende Funktionen erfüllen:verhindern, dass Krankheitserreger in Zellen eindringen, und Abgabe von Antibiotika und anderen Medikamenten an infizierte Zellen, eine potente Waffe mit doppelter Wirkung gegen Krankheiten.

Gezieltere Behandlung, weniger Nebenwirkungen

Außerdem, Ein von den CYCLON HIT-Forschern entwickeltes patentiertes Nanopartikel aus β-Cyclodextrin-Nanopartikeln könnte die Verabreichung von Antibiotika-Kombinationen direkt über einen Inhalator in die Lunge ermöglichen, anstatt dass Patienten langsam wirkende und weniger wirksame Pillen einnehmen müssen.

Nach dem Versagen von First-Line-Antibiotika, multiresistente Tuberkulose wird derzeit mit Chemotherapie oder Zweitlinien-Antibiotika wie Ethionamid in Kombination mit anderen Medikamenten behandelt. Patienten finden es jedoch oft schwierig, Behandlungsschemata einzuhalten, die die Einnahme von mehr als 10 000 Tabletten über einen Zeitraum von zwei Jahren erfordern können. häufig mit schwächenden Nebenwirkungen.

„Die technisch hergestellten Cyclodextrine waren in der Lage, Antibiotika einzubauen, ihre Aktivität zu erhalten und sie sicher an die infizierten Zellen zu liefern, “, sagt Gref. „Tests in Tiermodellen zeigen, dass mit diesem Ansatz höhere Wirkstoffkonzentrationen am Zielort und weniger systemische Nebenwirkungen für den Patienten erreicht werden.“

Während multiresistente Tuberkulose ein wichtiger Testfall für die CYCLON HIT-Forscher war, ihre technisch hergestellten Cyclodextrin-Nanoträger haben auch das Potenzial, gegen eine Reihe anderer Krankheitserreger eingesetzt zu werden, wie zum Beispiel Salmonella typhimurium , verantwortlich für schwere Gastroenteritis; Staphyloccocus aureus , ein opportunistischer Krankheitserreger im Zusammenhang mit Hautinfektionen und Atemwegsinfektionen; und die Arten von gramnegativen Bakterien, die am häufigsten an Krankenhausinfektionen beteiligt sind.

Da alle Bakterienarten als Reaktion auf den Selektionsdruck von Antibiotika ständig mutieren, die zu Mehrfachresistenzen und möglicherweise nicht behandelbaren Krankheiten führen, Es sind anhaltende Forschungsanstrengungen erforderlich, um neue Wege zur Bereitstellung wirksamer Behandlungen zu entwickeln.

Zu diesem Zweck, das CYCLON HIT-Projekt hat durch ein Ausbildungsprogramm für 11 Nachwuchsforscher und fünf junge erfahrene Forscher den Grundstein für die laufende Erforschung des enormen Potenzials von Cyclodextrinen gelegt, unterstützt durch die interdisziplinäre Expertise von 12 Forschungsinstituten und innovativen KMU in ganz Europa.

Gref sagt, dass die Zusammenarbeit an mehreren Fronten über das Ende des Marie-Curie Initial Training Networks-Projekts hinaus fortgesetzt wird. mit Mitgliedern des Projektkonsortiums, die derzeit Partnerschaften mit Unternehmen suchen, um die Nanotechnologie weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren.

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