Neuartige Designerzellen

Erfolg im Kampf gegen multiresistente Bakterien

Multiresistente Keime stellen eine zunehmende Gefahr dar. Einer der gefürchtetsten Erreger ist das multiresistente Bakterium Staphylococcus aureus. Forschende haben nun Designerzellen entwickelt, die bei Mäusen eine Infektion mit diesem Bakterium bekämpfen und sogar verhindern können.

Multiresistente MRSA-Bakterien

Multiresistente MRSA-Bakterien bilden einen widerstandsfähigen Biofilm, doch neuartige Designerzellen konnten die Keime in Experimenten gezielt eliminieren. | Universität Basel

Der Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) gehört zu den häufigsten multiresistenten Keimen weltweit. Wenn es ihm gelingt, sich übermäßig zu vermehren oder gar ins Körperinnere zu gelangen, kann er zu gefährlichen Blutvergiftungen, Weichteilinfekten oder Lungenentzündungen führen – die Palette der Infektionen, die der Erreger auslösen kann, ist breit.

Biofilme erschweren Bekämpfung

Etliche bakterielle Infektionen sind schwer zu behandeln, weil sich ihre Erreger großflächig zu komplexen, widerstandsfähigen Verbänden zusammenschließen, einer gallertartigen Hülle, dem sogenannten Biofilm. Staphylococcus aureus ist der häufigste Erreger dieser Biofilm-assoziierten Infektionen, welche sich insbesondere auf Fremdkörpern wie zum Beispiel Hüft- und Knieprothesen, Herzschrittmachern sowie künstlichen Herzklappen ausbilden und mit gängigen Antibiotika kaum behandelt werden können.

Solche Infektionen führen zu langwierigen Behandlungen, teils schwerwiegenden Komplikationen wie Einschränkungen der Mobilität bei Infektionen von Gelenksprothesen, hohen Kosten für das Gesundheitssystem und können sogar tödlich verlaufen.

Prof. Dr. Alexander Mellmann

Ein Forscherteam um Prof. Dr. Alexander Mellmann von der Universität Münster klärte die molekulare Evolution und die zeitliche globale Verbreitung eines besonders krankheitserregenden Bakteriums auf: des Erregers „USA300“.

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Verhinderung von bakteriellen Infektionen

Forschende haben nun eine Therapie entwickelt, mit der äußerst schwer zu behandelnde Infektionen mit MRSA bekämpft und sogar verhindert werden können. Die Wirksamkeit der Therapie wurde in vivo nachgewiesen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel sowie vom Departement für Biosysteme der ETH Zürich in der Fachzeitschrift „Cell“.

Das Team um Martin Fussenegger, Professor an der ETH Zürich und an der Universität Basel, hat Designerzellen entwickelt, welche MRSA erkennen und gezielt eliminieren können. Dies gelingt über einen synthetischen Beschleuniger, der die regulierbare und reversible Freisetzung von Lysostaphin fördert. Lysostaphin ist ein bakteriolytisches Enzym und kann Bakterien zersetzen.

Zellen einer klassischen Antibiotikatherapie überlegen

Prof. Nina Khanna, Forschungsgruppenleiterin am Departement Biomedizin sowie Leitende Ärztin Infektiologie und Spitalhygiene am Universitätsspital Basel, konnte mit ihrem Team die Wirksamkeit der Designerzellen anhand eines Fremdkörperinfektionsmodells bei Mäusen nachweisen.

Die Zellen konnten einerseits der Entstehung einer Infektion mit MRSA entgegenwirken und anderseits eine vorhandene Biofilminfektion bekämpfen. Es zeigte sich, dass die Zellen einer klassischen Antibiotikatherapie überlegen sind.

Für Nina Khanna ist klar, dass gezielte Therapien zur Bekämpfung von Infektionen immer mehr an Bedeutung gewinnen werden: „Durch die regulierbare und reversible Freisetzung von antibakteriellen Substanzen könnte der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen entgegengewirkt werden.“ (Uni Basel, red)

 

Literatur:

Ying Liu, Peng Bai, Anne-Kathrin Woischnig, Ghislaine Charpin-El-Hamri, Haifeng Ye, Marc Folcher, Mingqi Xie, Nina Khanna, Martin Fussenegger: Immunomimetic designer cells protect mice from MRSA infection. Cell (2018), DOI: 10.1016/j.cell.2018.05.039.