Aus Wespengift lässt sich natürliches Antibiotikum herstellen
Ein aus dem Gift einer südamerikanischen Wespe entwickeltes Antibiotikum könnte auch beim Menschen eingesetzt werden – Foto: ©Andrea Geiss - stock.adobe.com
Das Gift von Insekten wie Wespen und Bienen enthält viele Verbindungen, die Bakterien abtöten können. Sie sind jedoch auch für den Menschen toxisch, so dass sie bislang nicht als Medikament eingesetzt werden konnten.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston untersuchten nun das Toxin einer südamerikanischen Wespenart und entwickelten Varianten dieser Verbindung - einem Peptid. Die Varianten waren gegen Bakterien wirksam, aber für menschliche Zellen nicht giftig. Sie wirkten als natürliches Antibiotikum auch gegen Erreger, die bereits Antibiotika-Resistenzen entwickelt haben.
Wespengift zerstört die Zellmembran von Bakterien
Das Peptid, auf das sich Cesar de la Fuente-Nunez und seine Kollegen konzentrierten, wurde von einer als Polybia paulista bekannten Wespe isoliert, die in Brasilien, Paraguay und Argentinien vorkommt. Dieses Peptid ist klein genug - es besteht nur nur 12 Aminosäuren -, um verschiedene Varianten des Stoffes zu entwickeln und zu testen.
Wie bei vielen anderen antimikrobiell wirkenden Peptiden geht man davon aus, dass diese Mikroben abtötet, indem sie die Zellmembran der Bakterien zerstören. Das Peptid hat eine alpha-helikale Struktur, die stark mit Zellmembranen interagiert.
Wespengift-Variante auch an Pilzen getestet
In der ersten Phase ihrer Studie erstellten die Forscher ein paar Dutzend Varianten des ursprünglichen Peptids und maßen dann, wie sich diese Änderungen auf die helikale Struktur der Peptide auswirkten, sowie auf ihre Hydrophobizität, was auch die Interaktion der Peptide mit Membranen bestimmt.
Anschließend testeten sie diese Peptide gegen sieben Bakterienstämme und zwei Pilze, wodurch es möglich wurde, ihre Struktur und ihre physikochemischen Eigenschaften mit ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit in Beziehung zu setzen.
Aus Wespengift lässt sich ein natürliches Antibiotikum herstellen
Um die Toxizität der Peptide zu messen, setzten die Forscher sie infizierten, menschlichen Nierenzellen aus, die im Labor gezüchtet wurden. Die vielversprechendsten Verbindungen wählten sie dann für den Test an Mäusen aus, die mit Pseudomonas aeruginosa, einer häufigen Quelle von Infektionen der Atemwege und des Harntrakts, infiziert waren. Dieser Bakterienstamm ist mittlerweile gegen die meisten Antibiotika resistent.
Sie fanden heraus, dass mehrere der Peptide die Infektion reduzieren können. Eine Variante, die in einer hohen Dosis verabreicht wurde, konnte sie sogar nach vier Tagen vollständig beseitigen. Aus Wespengift lässt sich folglich ein natürliches Antibiotikum herstellen.
Wirksames Molekül zur Behandlung von Infektionen
"Wir haben ein toxisches Molekül in ein Molekül verwandelt, das ein wirksames Molekül zur Behandlung von Infektionen darstellt", so de la Fuente-Nunez in einer Pressemitteilung. Die entsprechende Studie erschien in der Fachzeitschrift Nature Communications Biology. Beteiligt war auch ein Wissenschaftler der brasilianischen Federal University of ABC im Bundesstaat São Paulo.
Die Forscher haben nun damit begonnen, weitere Varianten zu entwickeln, von denen sie hoffen, dass sie Infektionen mit niedrigeren Dosen beseitigen können. Mit dem Gift der Wespe Polybia paulista beschäftigt sich schon seit längerem die Krebsforschung. Es kann Tumorzellen abtöten.
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