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Antibiotika müssen die Zellhülle überwinden

Tübinger Wissenschaftler erforschen, wie krank machende Bakterien resistent werden und sich selbst schützen

Ohne Bakterien, etwa im Darm, könnte der Mensch nicht leben. Andere Bakterien wiederum machen Menschen sterbenskrank. Ein Sonderforschungsbereich an der Universität erforscht diese Kleinst-Lebewesen äußerst erfolgreich.

28.07.2015
  • Angelika Bachmann

Tübingen. „Weitsicht“ bescheinigte das Gutachtergremium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) jüngst den Tübinger Wissenschaftlern des Sonderforschungsbereichs „Bakterielle Zellhülle“. Sie arbeiten schon seit 15 Jahren an einem Thema, das in letzter Zeit medizinische Brisanz entwickelt hat. Immer vehementer werden die Probleme mit multiresistenten Keimen, immer dringlicher die Suche nach neuen Antibiotika.

Bakterien docken am menschlichen Darm an

Der Weg dorthin führt, davon ist nicht nur Prof. Wolfgang Wohlleben überzeugt, über eine genaue Kenntnis dessen, wie Bakterien funktionieren. Eine Schlüsselfunktion hat – im Wortsinn – die „bakterielle Zellhülle“, mit der sich der gleichnamige Sonderforschungsbereich beschäftigt. Denn die Zellhülle ist Schnittstelle. Über sie funktioniert der Stoffwechsel des Bakteriums und die Kommunikation mit anderen Zellen. Über die Zellhülle docken schädliche Bakterien, etwa Salmonellen, am menschlichen Darm an. Und Wirkstoffe wie Antibiotika, die schädliche Bakterien angreifen wollen, müssen die Zellhülle überwinden.

Zahlreiche Projekte über solche Mechanismen, die über die Zellhülle aufgebaut werden, sind unter dem Dach des Sonderforschungsbereichs entstanden, berichtet dessen Sprecher Wolfgang Wohlleben. Deren Bedeutung schätzt die Deutsche Forschungsgemeinschaft als sehr wichtig ein: Sie hat die Finanzierung der Tübinger Forschung jetzt erneut um vier Jahre verlängert und stellt dafür weitere 10 Millionen Euro zur Verfügung. Seit Bestehen des Sonderforschungsbereichs haben die Tübinger damit 25,3 Millionen Euro eingeworben. Davor gab es bereits seit 2001 eine ebenfalls von der DFG unterstützte Forschergruppe.

Wenn man es genau nimmt, hat das Thema eine viel längere Tradition in Tübingen. Bereits in den 50er Jahren seien hier erste Arbeiten dazu entstanden, so Wohlleben. Neue Analysemethoden und die Sequenzierung des Erbguts von Bakterien bescherte der Forschung ganz neue Möglichkeiten – ebenso wie Fortschritte in der Mikroskoptechnologie. Sie brachten neue Erkenntnisse über die Zellhülle, die, wie man inzwischen weiß, aus quervernetzten Zuckermolekülen besteht. Diese bilden eine fantastisch stabile und gleichzeitig flexible Struktur. Sie ist so fest, dass eine Zellhülle mehr Druck aushalten kann als ein Fahrradreifen. Und sie ist flexibel genug, dass sie wachsen und neue Bestandteile einbauen kann.

Doch wie kann man diese Hülle verwundbar machen? Zum Beispiel für Antibiotika? Es ist, paradoxerweise, ja nicht so, dass es nicht genügend Antibiotika gäbe. Bakterien und Pilze produzieren zuhauf antibiotische Stoffe, um sich gegen andere Bakterien zur Wehr zu setzen. Mehr als 10 000 antibiotische Substanzen sind bekannt, sagt Wohlleben. Allerdings werden davon nicht einmal hundert in der Medizin eingesetzt. Denn unter all den Substanzen müsste man diejenigen finden, die nur die krank machenden Bakterien angreifen und nicht den Körper des Patienten.

In zehn Jahren nur drei wirklich neue Antibiotika

Interessant ist zudem die Frage: Wie entwickeln Bakterien Resistenzen gegen antibiotische Stoffe? Auch hier spielt die Zellhülle eine zentrale Rolle. Letztendlich werde es immer einen Wettlauf zwischen Medikamentenentwicklern und Resistenzen entwickelnden Keimen geben. Wohlleben: „Das wird nie anders sein.“

In den vergangenen zehn Jahren seien allerdings nur drei wirklich neue Antibiotika auf den Markt gekommen, so Wolfgang Wohlleben. Die Entwicklung von Antibiotika sei nicht wirklich lukrativ für die Pharma-Industrie, fügt er hinzu. Schließlich gehörten diese zu den wenigen Medikamenten, die Menschen tatsächlich heilten. Und ein gesunder Mensch brauche keine weiteren Medikamente. Mit Arzneimitteln für chronische Krankheiten könne man viel besser Geld verdienen. So bleibe die aufwändige Aufgabe, medizinisch nutzbare Antibiotika ausfindig zu machen und damit Anstöße für die Medikamentenentwicklung zu geben, den Universitäten überlassen.

Neben den Akzenten in der Grundlagenforschung würdigt das Gutachtergremium der DFG, das die Forschungsgelder für die kommenden vier Jahre bewilligte, dass der Tübinger Sonderforschungsbereich immer mehr „translationale Gesichtspunkte“ aufweise. Das heißt: In zahlreichen Kooperationen mit Pharmaunternehmen fließen die Erkenntnisse langfristig in die Medikamentenentwicklung ein und kommen damit Patienten zugute.

Tübinger Wissenschaftler erforschen, wie krank machende Bakterien resistent werden und sich selbst

Der Sonderforschungsbereich „Bakterielle Zellhülle“ startete im Jahr 2007, wurde 2011 verlängert und nun erneut bis 2017 bewilligt. 25,3 Millionen Euro haben die Tübinger Forscher für diesen Zeitraum von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingeworben. Beteiligt sind zahlreiche Fachbereich der mathematisch-naturwissenschaftlichen und der medizinischen Fakultät an der Universität. Teil des Forscherverbunds ist zudem das Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie.

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28.07.2015, 12:00 Uhr

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