Neues Antibiotikum mit doppelter Wirkung gegen Resistenz

Ein neues Antibiotikum, das zwei verschiedene zelluläre Ziele angreift, würde es Bakterien um das 100-Millionen-Fache erschweren, Resistenzen zu entwickeln, so eine neue Studie der University of Illinois Chicago. Die antimikrobielle Resistenz (AMR) ist eine der größten globalen Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit und Entwicklung. Es wird geschätzt, dass AMR im Jahr 2019 direkt für 1,27 Millionen globale Todesfälle verantwortlich war und zu 4,95 Millionen Todesfällen beitrug. AMR gefährdet viele Errungenschaften der modernen Medizin. Es macht Infektionen schwerer behandelbar und macht andere medizinische Verfahren und Behandlungen – wie Operationen, Kaiserschnitte und Krebschemotherapie – viel riskanter.

„Die Schönheit dieses Antibiotikums liegt darin, dass es durch zwei verschiedene Ziele in den Bakterien tötet“, sagte Alexander Mankin, Professor für Pharmazeutische Wissenschaften an der UIC. „Wenn das Antibiotikum beide Ziele mit derselben Konzentration trifft, verlieren die Bakterien ihre Fähigkeit, durch Erwerb zufälliger Mutationen in einem der beiden Ziele resistent zu werden.“

Macrolone sind synthetische Antibiotika, die die Strukturen von zwei weit verbreiteten Antibiotika mit unterschiedlichen Wirkmechanismen kombinieren. Macrolide wie Erythromycin blockieren den Ribosom, die Proteinherstellungsfabriken der Zelle. Fluorchinolone wie Ciprofloxacin zielen auf ein bakterienspezifisches Enzym namens DNA-Gyrase ab.

Zwei UIC-Labore unter der Leitung von Yury Polikanov und Nora Vázquez-Laslop untersuchten die zelluläre Aktivität verschiedener Macrolon-Arzneimittel. Polikanovs Gruppe studierte, wie diese Arzneimittel mit dem Ribosom interagieren und fand heraus, dass sie enger binden als traditionelle Macrolide.

Weitere Experimente testeten, ob die Macrolon-Arzneimittel bevorzugt das Ribosom oder die DNA-Gyrase-Enzyme bei verschiedenen Dosen hemmten. Während viele Designs besser darin waren, ein Ziel oder ein anderes zu blockieren, stach eines hervor, das mit seiner niedrigsten wirksamen Dosis sowohl auf beide Ziele abzielte.

Studien zeigen, dass die Kosten für resistente Infektionen bis zu etwa $30.000 pro Patientenepisode betragen (Kosten von 2020). Im Durchschnitt bleiben Menschen zusätzliche 7,4 Tage im Krankenhaus und das Risiko zu sterben verdoppelt sich nahezu (1,84-mal).