Daptomycin: Bakterizid durch Kaulquappentechnik |
Das Antibiotikum Daptomycin tötet Bakterien nicht wie bislang angenommen, indem es Poren in der Zellmembran bildet. Stattdessen bringt das Molekül, das mit seinem Kopf aus 13 zyklisch verbundenen Aminosäuren und dem Schwanz aus einer lipophilen Seitenkette einer Kaulquappe ähnelt, die Fluidität der Membran durcheinander. Dadurch werden Enzyme verdrängt, die für den Aufbau der Zellwand wichtig sind. Zudem kommt es zu Abstoßungsreaktionen innerhalb der Membran, die dadurch ihre Dichtigkeit gegenüber Ionen verliert. Protonen treten aus, die Zelle depolarisiert und stirbt ab.
Die neuen Erkenntnisse zum Wirkmechanismus von Daptomycin präsentiert eine Forschergruppe um Dr. Anna Müller von der Universität Bonn und Dr. Michaela Wenzel von der Universität Amsterdam im Fachjournal «PNAS». Das Antibiotikum, das als Reservemittel bei Infektionen mit grampositiven Erregern zum Einsatz kommt, ist seit zehn Jahren auf dem Markt. Darüber, wie seine Wirkung zustande kommt, gab es bislang verschiedene Hypothesen, aber keine Klarheit. «Das ist absolut ungewöhnlich. Bei allen anderen zugelassenen Antibiotika kennen wir den Wirkmechanismus; bei Daptomycin tappen wir dagegen selbst nach Jahrzehnten intensiver Forschung noch weitgehend im Dunkeln», so Seniorautorin Professor Dr. Tanja Schneider in einer Mitteilung der Universität Bonn.
Die Lipidmembran von Bakterien ist nicht einheitlich, sondern weist dünnflüssige (fluide) und zähe Bereiche auf, deren Anordnung sich ständig verändert. Die Autoren fanden heraus, dass Daptomycin sich mit der lipophilen Seitenkette – dem Kaulquappenschwanz – an fluiden Stellen in die Membran einlagert, wodurch sich diese neu arrangieren und die gesamte Fluidität der Membran verändert wird. Dadurch verdrängt Daptomycin membranständige Enzyme und hemmt die Zellwandsynthese. Zudem kommt es zu Clusterbildung fluider Bereiche, was eine fehlerhafte Anordnung der fluiden und zähen Membranbereiche und letztlich die Leckage der Zelle zur Folge hat.
All das ist vermutlich noch nicht das Ende der Fahnenstange. Die Wissenschaftler vermuten, dass noch andere Mechanismen zur antibakteriellen Wirkung von Daptomycin beitragen, und wollen diese in weiteren Forschungsarbeiten aufklären. (am)
DOI: 10.1073/pnas.1611173113
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27.10.2016 l PZ
Foto: AG Tanja Schneider/Uni Bonn
