01.04.2025, 13:00 Uhr

Braunschweig. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) haben zusammen mit einer internationalen Forschungsgruppe einen bahnbrechenden Wirkstoffkandidaten gegen schwerwiegende Lungeninfektionen entdeckt, die durch den Krankenhauskeim Staphylococcus aureus verursacht werden. Diese Erkenntnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Cell Host & Microbe veröffentlicht. Der Fokus dieser Studie liegt darauf, wie kleine Moleküle der Quinoxalindione-Klasse das schädliche bakterielle Toxin α-Hämolysin gezielt blockieren. Dieses Toxin spielt eine entscheidende Rolle bei Gewebeschäden und Entzündungen, was die Therapiemöglichkeiten erschwert.

Lungenentzündungen durch Staphylococcus aureus zählen zu den gefährlichsten Krankenhausinfektionen, insbesondere wenn multiresistente Stämme betroffen sind, gegen die viele gängige Antibiotika machtlos sind. Diese Erreger sind nicht nur in Deutschland, sondern weltweit verbreitet und stellen eine erhebliche Herausforderung für Gesundheitssysteme dar. Statistiken zeigen, dass die Sterblichkeitsrate bei betroffenen Patienten oft über 20 Prozent liegt, was die Dringlichkeit der Recherche nach neuen Behandlungsmethoden unterstreicht.

Die neu entwickelte Strategie der Forscher zielt darauf ab, nicht das Bakterium selbst, sondern das von ihm produzierte Toxin zu neutralisieren. „Dies eröffnet eine neue therapeutische Perspektive, insbesondere für schwerkranke Patienten mit hohem Risiko“, erklärt Prof. Mark Brönstrup, der die Studie geleitet hat.

Die gezielte Blockade des α-Hämolysin, das in der Lunge Poren in Zellmembranen bildet, führt zu einer Zerstörung von Lungengewebe und Immunzellen, was die Krankheit signifikant verschlechtert. Im Rahmen ihrer Forschung konnten die Wissenschaftler ein miniaturisiertes Testsystem entwickeln, mit dem sie über 180.000 Substanzen auf ihre Wirksamkeit gegen α-Hämolysin untersuchten. Besonders auffällig war die Substanz H052, die sich sowohl in Zellkulturen als auch in Tiermodellen als äußerst effektiv erwies.

„Unser Hauptziel war es, einen niedermolekularen Wirkstoff zu entwickeln, der das Toxin unschädlich macht, bevor es Schaden anrichten kann – und genau das erreichen die Quinoxalindione“, erklärt Dr. Aditya Shekhar, Erstautor der Studie. Die Ergebnisse zeigten, dass die Überlebensrate von infizierten Mäusen signifikant verbessert werden konnte, sowohl durch prophylaktische als auch therapeutische Verabreichung des Wirkstoffs.

Darüber hinaus wurde in den Tests eine Kombination von H052 mit dem Antibiotikum Linezolid als besonders wirksam festgestellt, die sowohl die Entzündungsmarker als auch die bakterielle Last in der Lunge deutlich senken konnte.

Die Entwicklung von „Pathoblockern“, die gezielt bakterielle Virulenzmechanismen ansprechen, könnte als zukunftsweisend betrachtet werden, da kein Selektionsdruck auf das Bakterium ausgeübt wird und somit das Risiko der Resistenzentwicklung signifikant gesenkt wird.

„Unsere Ergebnisse eröffnen das Potenzial für eine neue Klasse von Antiinfektiva“, so Shekhar weiter. Angesichts der günstigen Herstellungsbedingungen und der Dosierbarkeit könnte der Wirkstoff H052 in Zukunft insbesondere zur präventiven Behandlung von Risikopatienten in Kliniken eingesetzt werden – eine bahnbrechende Innovation im Kampf gegen Krankenhausinfektionen.

Diese Entdeckung markiert nicht nur einen bedeutenden Fortschritt in der Infektionsforschung, sondern könnte auch zu weitreichenden Änderungen in der Behandlung von bakteriellen Infektionen führen, die derzeit eine der größten Herausforderungen im Gesundheitswesen darstellen.