Auf Antibiotika-Suche im Darm

Der Gedanke hinter einer Wirkstoffsuche im Darmmikrobiom ist, dass Bakterien in der »harschen Umgebung« des Darms möglicherweise antimikrobielle Moleküle produzieren, um sich gegen Konkurrenten durchzusetzen. »Wenn es an Ressourcen mangelt, dann bringt die Biologie innovative Lösungen hervor«, so der Studienleiter Dr. Cesar de la Fuente-Nunez in einer Mitteilung der University of Pennsylvania (UPenn). Hier sieht er Potenzial für neue Antibiotika, die angesichts zunehmender Resistenzen dringend benötigt werden.

In einer Studie hat die Arbeitsgruppe der UPenn und der Stanford University das menschliche Darmmikrobiom daher auf potenzielle Kandidaten für Antibiotika untersucht – mit Fokus auf Peptiden. Konkret hat sie etwa 444.000 kleine Proteine aus rund 1800 menschlichen Metagenomen, mitunter des Darms, computergestützt auf antimikrobielle Eigenschaften gescreent und dabei 323 Wirkstoffkandidaten identifiziert. »Interessanterweise haben diese Moleküle eine andere Komposition als das, was traditionell als antimikrobiell angesehen wird«, kommentiert Erstautor Marcelo D. T. Torres.

Um die computergenerierten Vorhersagen zu testen, wurden 78 der Peptide anschließend synthetisiert und in vitro auf ihre antimikrobielle Aktivität untersucht. Wie die Forschenden berichten, wies mehr als die Hälfte unter ihnen eine antimikrobielle Aktivität gegen mindestens ein Pathogen oder einen Kommensalen auf. Der »Spitzenkandidat«, Prevotellin-2, habe in vivo eine antiinfektiöse Aktivität ähnlich zu der von Polymyxin B gezeigt. 

»Die Identifizierung von Prevotellin-2, das ähnlich wirksam ist wie eines unserer Antibiotika der letzten Wahl, Polymyxin B, hat mich sehr überrascht«, bemerkt Co-Autor Ami S. Bhatt. »Das deutet darauf hin, dass die Suche nach neuen und interessanten Klassen antimikrobieller Peptide im menschlichen Mikrobiom ein vielversprechender Weg für Forscher, Ärzte und vor allem für Patienten ist.«