Die zufällige Entdeckung einer verschimmelten Petrischale durch Alexander Fleming im Jahr 1928 gab den Anstoß für eine 20-jährige Reise zur Entwicklung des weltweit ersten in Massenproduktion hergestellten Antibiotikums. Seit den 1980er Jahren wurden jedoch kaum Fortschritte bei der Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung der wachsenden „stillen Pandemie” der Antibiotikaresistenz erzielt.
Jetzt haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des INEOS Oxford Institute dazu beigetragen, ein potenzielles zukünftiges Medikament zu identifizieren, das die Lebensdauer von „Last-Resort”-Antibiotika verlängern könnte.
IM Januar 2021 stellte INEOS der Universität Oxford 100 Millionen Britische Pfund zur Verfügung, da man befürchtete, dass eine wachsende „stille Pandemie” der Antibiotikaresistenz das Ende der modernen Medizin, wie wir sie kennen, bedeuten würde. Ein Jahr später haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des INEOS Oxford Institute eine vielversprechende Entdeckung gemacht.
Carbapeneme sind lebenswichtige Antibiotika, die oft als letztes Mittel zur Behandlung schwerer Infektionen wie Sepsis und Lungenentzündung eingesetzt werden, wenn alle anderen Mittel versagt haben.
Dennoch haben einige Bakterien einen Weg gefunden, diese Carbapeneme unbrauchbar zu machen, indem sie Enzyme namens Metallo-Betalaktamasen (MBL) produzieren, was zu einer Zunahme von Superbakterien führt.
Neue gemeinsame Forschungsarbeiten von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des INEOS Oxford Institute und mehrerer europäischer Einrichtungen haben jedoch ergeben, dass Indolcarboxylate, eine neue Klasse von Enzymblockern, diese Enzyme ausschalten können, so dass das Antibiotikum im Labor und bei Infektionen von Mäusen, Bakterien wie E. coli angreifen und töten kann.
Die Forscherinnen und Forscher untersuchten zunächst Hunderttausende von Chemikalien, um herauszufinden, welche sich eng an die Metallo-Betalaktamasen-Enzyme anlagern und diese in ihrer Arbeit behindern würden - und welche nicht mit menschlichen Proteinen reagierten.
Als die Forscherinnen und Forscher die Funktionsweise der Enzyme genauer unter die Lupe nahmen, stellten sie fest, dass sich diese potenziellen Medikamente auf völlig andere Weise an die Enzyme anlagerten als andere Medikamente, weil sie das Verhalten des Antibiotikums mit diesen Enzymen kopierten.
Die Forscherinnen und Forscher veränderten dann einige Aspekte der Medikamente chemisch, um sie so wirksam wie möglich zu machen und testeten sie in Kombination mit Carbapenemen gegen multiresistente Bakterien sowohl in Schalen im Labor als auch an Mäusen.
„Die potenziellen neuen Medikamente erwiesen sich in Kombination mit Carbapenemen als um ein Vielfaches wirksamer bei der Behandlung schwerer bakterieller Infektionen, als Carbapeneme allein”, so Professor Schofield.
Die Resistenz gegen antimikrobielle Mittel ist derzeit für etwa 700.000 Todesfälle pro Jahr verantwortlich, doch droht die Situation noch viel schlimmer zu werden, denn es wird befürchtet, dass bis 2050 jährlich 10 Millionen Menschen an häufigen Infektionen sterben könnten.
„Es ist ein massives Problem, weil wir insgesamt nicht genug neue und klinisch nützliche Antibiotika entwickelt haben”, sagte er.
„Als Gesellschaft müssen wir Wege finden, sowohl neue Antibiotika herzustellen als auch die vorhandenen zu schützen. Die Alternative ist, dass die moderne Routinemedizin in einer Weise gestört wird, die einfach zu schrecklich ist, um sie sich vorstellen zu können.”
Die 100 Millionen Britische Pfund von INEOS, die zur Gründung des INEOS Oxford Institute verwendet wurden, werden die Erforschung der wachsenden Antibiotikaresistenz unterstützen.
Das Geld wird es mehr als 50 Forscherinnen und Forschern ermöglichen, sich mit dem übermäßigen Einsatz und dem Missbrauch von Antibiotika zu befassen, mit anderen weltweit führenden Unternehmen zusammenzuarbeiten und neue Medikamente für Menschen und Tiere zu entwickeln.
„Mit der fantastischen Unterstützung, die wir von INEOS erhalten haben, können wir das neueste Programm zur Entdeckung von Medikamenten innerhalb des Instituts für mehrere verschiedene bakterielle Ziele und Anwendungen replizieren”, sagte Professor Tim Walsh, Akademischer Leiter (Mikrobiologie) am INEOS Oxford Institute.
Diese jüngste Forschung ist der Höhepunkt jahrelanger Arbeit und ist weit davon entfernt, eine bewährte Lösung zu sein.
Wenn es jedoch gelingt, Indolcarboxylate zu entwickeln, zu testen und zu sicheren Humanarzneimitteln zu machen, könnten sie die Wirksamkeit und Lebensdauer einiger unserer derzeitigen Antibiotika verlängern und Leben auf der ganzen Welt retten.
Professor Tim Walsh sagte, die Entdeckung beweise auch, dass die Wissenschaft, wenn man ihr den nötigen Freiraum lasse, etwas Erstaunliches hervorbringen könne.
„Das ist es, was wir hier gesehen haben”, fügte er hinzu. „Und wir hoffen, dass wir noch viele ähnlich vielversprechende Entdeckungen machen werden, wenn das Institut im Laufe der Jahre wächst.”
„Dieser clevere ,trojanische Pferd'- Trick ermöglichte es diesen potenziellen Medikamenten, gegen ein breites Spektrum von MBL-produzierenden Superbakterien hochwirksam zu sein.“
- Professor Christopher Schofield, Akademischer Leiter (Chemie) am INEOS Oxford Institute
