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AHO Aktuell - 26.08.2001

Geheimnis der Antibiotika-Resistenzen enthüllt


New York (pte) - Forscher der Rockefeller University und der Universidade
Nova de Lisboa haben eine neue Erklärung gefunden, wie das Bakterium
"Staphylococcus aureus" verschiedene weitverbreitete Antibiotika umgeht.
Mariana Pinho, Herm'nia de Lencastre und Alexander Tomasz haben nachgewiesen,
dass ein Protein entscheidend für diese Arzneimittelresistenz ist, das zuvor
für unwichtig gehalten wurde. Das alte Resistenzmodell sei daher nicht länger
haltbar. Neue Antibiotika seien laut den Wissenschaftlern zu entwickeln, die
auf das Protein PBP2 abzielen, berichtet das Fachmagazin Proceedings of the
National Academy of Sciences (PNAS) in seiner aktuellen Ausgabe.

Seit der Einführung der Antibiotika in den vierziger Jahren hat S. aureus
eine Reihe von Mechanismen entwickelt, die die potentiell tödliche Wirkung
der eingesetzten Chemotherapeutika außer Kraft setzen. Der wichtigste Trick
war dabei die Aneignung eines fremden Gens, mecA, das die Resistenz gegen
Methicillin zusätzlich zu Penicillin und einer Reihe anderer Antibiotika
überträgt, die alle zu den so genannten Beta-Lactam-Antibiotika gehören.
Diese Antibiotika töten Bakterien indem sie sich an die PBP-Proteine
(Pencillin-Binding-Protein) binden und sie inaktivieren. Diese Proteine
helfen, die Zellwände der Bakterien zu bilden. Ohne entsprechende Zellwand
fehlt der notwendige Zusammenhalt, und die Bakterie platzt. Methicillin-
resistente S. aureus Stämme (MRSA) sind für diese Antibiotika undurchdring-
lich, da das erworbene mecA-Gen ein etwas anderes PBP-Protein, nämlich
PBP2A, kodiert. Präzise Erklärungen für dieses Phänomen fehlten bisher.

Jetzt scheint die Lösung für dieses Rätsel gefunden. Das Team wies nach,
dass das erworbene PBP2A in den MRSA-Stämmen mit einer bestimmten Region
des ursprünglichen PBP2 kooperiert, um in Anwesenheit der Beta-Lactam-
Antibiotika Zellwände aufzubauen. Laut Tomasz habe man jetzt das erste
Mal beobachtet, dass ein importiertes Protein lernt, mit einem ursprüng-
lichen Protein zu kooperieren. Zusätzlich wurde nachgewiesen, dass die
beiden Proteine sich bei der Bildung der Zellwand funktionsgemäß ergänzen.
PBPs verfügen über zwei verschiedene Funktionen, nämlich Zuckermoleküle
und kurze Proteinstücke, so genannte Peptide, zu verbinden. Der Unterschied:
Das erworbene PBP2A verbindet laut Studie Peptide, PBP2 jedoch verbindet
Zucker.

Das erklärt, wie PBP2 die Resistenz unterstützen kann, während es durch das
Antibiotikum inaktiviert ist. Beta-Lactam-Antibiotika inaktivieren PBPs
durch das Binden der peptidverbindenden Region des Proteins, daher bleibt
die zuckerverbindende Region frei für die Kooperation mit den
Resistenzmechanismen. Diese Forschungsergebnisse legen nahe, dass diese
Region ein gutes Ziel für neue Antibiotika sein wird. Arzneimittel, die
diese Aktivität blockieren, könnten gemeinsam mit Beta-Lactam-Antibiotika
eingesetzt werden und so die Resistenzmechanismen außer Kraft setzen.



M. Inês Crisóstomo, Henrik Westh, Alexander Tomasz, Marilyn Chung, Duarte C.
Oliveira, and Hermínia de Lencastre
The evolution of methicillin resistance in Staphylococcus aureus:
Similarity of genetic backgrounds in historically early methicillin-
susceptible and -resistant isolates and contemporary epidemic clones
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 98, Issue 17, pp. 9865-9870,
August 14, 2001
 



 

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