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Neue Ansätze gegen antibiotikaresistente Keime |
 Antibiotika werden in der Medizin regelmäßig zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen eingesetzt. Immer häufiger, insbesondere in Krankenhäusern, treten mittlerweile aber auch resistente Keime auf, die auf die Medikamente nicht reagieren. Denn wenn sich Bakterien vermehren und weiterentwickeln, kann sich ihr Erbgut – also ihre DNA – so verändern, dass sie unempfindlich gegenüber Antibiotika werden. Hier setzt ein Forschungsprojekt des Naturwissenschaftlers PD Dr. Adrian Keller von der Universität Paderborn an. Sein Ziel ist es, resistente Keime mithilfe von DNA-basierten Nanoantibiotika zu bekämpfen.
Für das Vorhaben ist der Wissenschaftler nun mit dem Forschungspreis
2022 der Universität Paderborn ausgezeichnet worden. Damit erhält er
150.000 Euro, die er frei im Sinne des Forschungsziels verwenden kann.
Mit dem höchstdotierten Preis der Universität werden außergewöhnliche
Forschungsvorhaben abseits des Mainstreams, unkonventionelle Hypothesen
und Methoden sowie kreative und neuartige Ideen gewürdigt. Beim
Neujahrsempfang am Sonntag, 15. Januar, hat Prof. Dr. Johannes Blömer,
Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs, die
Urkunde stellvertretend für die Kommission für Forschung und
wissenschaftlichen Nachwuchs (FK) an Keller überreicht.
„Es wird
aktuell geschätzt, dass weltweit pro Jahr etwa fünf Millionen Menschen
an Infektionen mit resistenten Keimen sterben und es werden von Jahr zu
Jahr mehr“, verdeutlicht Keller die Relevanz des Projekts. „Neue
Antibiotika zu entwickeln ist sehr aufwendig. Deswegen wollen wir
versuchen, bestehende Antibiotika zu modifizieren, um solche Resistenzen
zu überwinden oder zu umgehen.“
Mit „DNA-Origami“ zu wirksamen AntibiotikaIn
seiner Arbeitsgruppe „Nanobiomaterialien“ des Arbeitskreises
„Technische und Makromolekulare Chemie“ untersucht Keller die chemischen
und strukturellen Eigenschaften von DNA-Materialien. Mithilfe von
sogenanntem „DNA-Origami“ bauen die Wissenschaftler DNA-Nanostrukturen,
also mikroskopisch kleine, komplexe Geflechte. „Dabei werden DNA-Stränge
gezielt in beliebige dreidimensionale Strukturen gefaltet.
Antibiotika-Moleküle können darauf äußerst präzise angeordnet werden.
Mit dieser Methode wollen wir neuartige Wirkstofftransportsysteme
gestalten und so die Wirksamkeit gegenüber antibiotikaresistenten Keimen
wiederherstellen“, führt Keller weiter aus.
Hierzu koppeln die
Wissenschaftler die Antibiotika-Moleküle und weitere Moleküle an die
DNA-Stränge, aus denen die DNA-Nanostrukturen aufgebaut werden. Getestet
wird die Wirksamkeit der verschiedenen Molekül-Kombinationen an
unterschiedlichen Modell-Organismen.
Universell anwendbare Forschungsergebnisse als Ziel„Wir
erhoffen uns, dass wir am Schluss eine Nanostruktur haben, die sowohl
gegen antibiotikaresistente als auch gegen antibiotikaempfängliche Keime
wirkt. Darüber hinaus wollen wir verstehen, wie wir die Moleküle
anordnen müssen, damit sie ihre maximale Wirkung zeigen. Zusätzlich
möchten wir bestimmte wirksame Molekül-Paarungen identifizieren, sodass
die Erkenntnisse auch in anderen Verfahren angewandt werden können“,
erklärt Keller die Projektziele.
Die Ergebnispräsentation des auf
zwei Jahre angelegten Forschungsvorhabens erfolgt 2024 beim Paderborner
„Tag der Forschung“. Ein Video gibt bereits jetzt Einblicke in die
Labore der Arbeitsgruppe: https://youtu.be/SRgcHkocvEw . Ausführliche Informationen zum Thema „DNA-Origami“ gibt es in der digitalen Themenwelt unter: https://go.upb.de/DNA-Origami .
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.uni-paderborn.de/nachricht/99853
Quelle: Universität Paderborn (01/2023)
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