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So funktionierts: Mikrobiologin Katja Zerbe zeigt auf die Vergrösserung einer beschädigten Bakterienzelle (erkenntlich an der Schneckenform im Innern). Die Beschädigung entsteht durch den Stopp des Aufbaus von Transportproteinen (grün) mittels des von Baumwanzen produzierten Antibiotikums Thanatin (orange), worauf Chemiker Oliver Zerbe hinweist. Bild: SB

Antibiotika-Sensation an der Uni Zürich

Von: Sacha Beuth

15. Januar 2019

Forscher der Universität Zürich und der ETH haben einen neuen Mechanismus entdeckt, wie ein von Baumwanzen produziertes Antibiotikum bakterielle Zellen zerstört. Ein Meilenstein, der es ermöglicht, neue Antibiotikatypen zu entwickeln.

Mit jedem Jahr werden mehr Bakterienarten antibiotikaresistent. Umso wichtiger für den Menschen und seine Gesundheit ist darum die Forschung auf diesem Gebiet. Unter der Führung von Professor John A. Robinson, dem inzwischen pensionierten Leiter einer Forschungsgruppe am Institut für Chemie der Universität Zürich, hat ein Team der Uni mit Unterstützung der ETH eine sensationelle Entdeckung gemacht: Wie das von einer Baumwanzenart produzierte Miniprotein Thanatin den Aufbau der äusseren Zellhülle von Bakterien verhindert. «Zwar ist seit über 20 Jahren bekannt, dass die Baumwanze Podisus maculiventris Thanatin erzeugt, nur war der Wirkungsmechanismus dieses Antibiotikums unbekannt. Uns ist es nun gelungen, durch im Labor erzeugtes Thanatin den Nachweis dazu zu erbringen», sagt Katja Zerbe, Mikrobiologin und langjährige wissenschaftliche Mitarbeiterin im Team von John Robinson.

Warum die Entdeckung als Meilenstein in der Geschichte der Antibiotikaforschung gilt, darauf gibt Katjas Ehemann Oliver Antwort, der als Professor für Strukturbiologie der Universität Zürich das Projekt Robinsons zusammen mit der Firma Polyphor weiterführen wird: «Seit mehr als 30 Jahren ist kein neuer Wirkungsmechanismus mehr entdeckt worden. Mit der neuen Entdeckung öffnen sich neue Perspektiven für die Entwicklung künftiger Antibiotikaklassen gegen gefährliche Keime.»

Transport wird gestoppt

Das Prinzip des Mechanismus erklärt Katja Zerbe: «Die äussere Hülle von menschlichen Zellen ist anders aufgebaut als die von Bakterien. Thanatin verhindert die Bildung der bakteriellen Zellwand, indem es den Transport der Zellwandbausteine in die Hülle stoppt. Somit gehört Thanatin zu einer neuen Klasse von Antibiotika und schädigt menschliche Zellen nicht.»

Katja und Oliver Zerbe hoffen, dass dank der Entdeckung einerseits bakterielle Erreger noch effizienter bekämpft werden können. Und andererseits, dass man damit auch Erreger, gegen die bislang kein Antibiotikum gefunden wurde oder die bereits Resistenzen gebildet haben, eliminieren kann. «Den Wirkstoff chemisch herzustellen und für den Menschen nutzbar zu machen, ist relativ einfach. Schwieriger ist es, für die dazu nötigen klinischen Studien einen Partner aus der Pharmaindustrie zu finden. Denn Antibiotika sind günstige Produkte, an denen man viel weniger verdienen kann als etwa durch den Verkauf eines neuen Krebsmittels.» Hinzu komme, dass bakterielle Erreger auch gegen das auf Thanatin basierende Antibiotikum früher oder später Resistenzen entwickeln werden. «Es ist ein ständiges Wett­rüsten, das wir aber nicht einfach aufgeben können. Sonst fallen wir in der Gesundheitsversorgung um Jahrhunderte zurück, und die Menschen sterben wieder an einer simplen Schnittverletzung.»

Mehr zum Thema: Am Montag, 4. Februar (18.15 Uhr), nimmt Katja Zerbe ­zusammen mit Neurowissenschaftler Martin Müller im Zoologischen Museum an einer Podiumsdiskussion zum Thema «Insekten, Antibio­tikum und das Nervensystem» teil.

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