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"Perlen der Forschung"

Zucker schützt vor Krankenhauskeimen

Europaweit sterben schätzungsweise 25.000 Menschen aufgrund von Infektionen mit Erregern, die sich mit Antibiotika nicht mehr bekämpfen lassen. Damit Schutzimpfungen zeitnah möglich werden, haben Forscher der Max-Planck-Gesellschaft wichtige Voraussetzungen geschaffen.

Arbeitsgruppe des Max-Planck-Instituts Viel Technik für die Zuckersynthese Foto: Ausserhofer/MPG

Als Professor Peter H. Seeberger vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung bei der Präsentation "Perlen der Forschung" im Januar 2017 Bundeskanzlerin Angela Merkel und Forschungsministerin Johanna Wanka darum bat, sich für eines von mehreren grellbunten Kuscheltieren zu entscheiden, ging ein Schmunzeln durch das Publikum. Die Kuscheltiere symbolisieren verschiedene Krankenhauskeime. Die Politiker "hielten" die Erreger für vermeintlich harmlosen Husten und "hielten" multiresistente Krankenhauskeime "in der Hand". Professor Seeberger löste auf: "Das Problem ist, dass die Zahl der Antibiotika, die funktionieren, zurückgeht."

Prof. Seeberger, St Sontowski, Bkin Merkel, BMin WankaBild vergrößern Kuscheltiere symbolisieren Krankheitskeime Foto: Ausserhofer/MPG

Viele Keime sind multiresistent, können mithilfe von Antibiotika also nicht mehr bekämpft werden. Die Anzahl derer, die sich mit solchen Keimen infizieren, ist trotz strenger Hygienestandards hoch. 400.000 bis 600.000 Menschen infizieren sich jährlich mit Krankenhauskeimen. 30.000 Fälle sind dabei mit multiresistenten Erregern oder Bakterien infiziert. Da diese nicht effektiv behandelt werden können, kann eine Folge der Infektion gar tödlich enden.

Zucker als Impfstoff

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler produzieren spezielle Zuckerstrukturen, die schon bald als Impfstoffe gegen die gefährlichen Bakterien dienen könnten.

Bakterien sind von einem "Zuckerpelz" umgeben. Mit den künstlich hergestellten Zuckerstrukturen wird dieser Zuckerpelz nachgeahmt. Wenn das Immunsystem auf diese Zuckerstrukturen reagiert, bildet es Antikörper. Diese Antikörper sind dann langfristig im Körper vorhanden und schützen ihn, wenn er sich mit den gefährlichen Bakterien infiziert, wenn diese von ähnlichen Zuckerstrukturen umgeben sind.

"Ziel ist es, den Zuckerpelz dem Immunsystem so zu präsentieren, dass das Immunsystem des Menschen darauf antwortet und dass diese Immunantwort das dazugehörige Bakterium vernichtet", erläuterte Professor Seeberger. Bislang werden bei Impfungen zumeist unschädliche Krankheitserreger gespritzt. Die neue Herangehensweise verspricht eine schnellere und weniger aufwendigere Impfstoffentwicklung.  

Vereinfachte Verfahren reduzieren den Zeitaufwand

Syntheseautomat für Kohlenhydrate der Forschungsgruppe vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und GrenzflächenforschungBild vergrößern Syntheseautomat der Forschungsgruppe Foto: Ausserhofer/MPG

Bislang konnte die Entwicklung eines solchen Impfstoffes bis zu 20 Jahre dauern. Zuckerstrukturen wurden aufwendig und kostenintensiv von der Zelloberfläche selbst gezüchteter Bakterien abgelöst. Das geht nun schneller. Die Forscher entwickelten einen Syntheseautomaten für Kohlenhydrate, der beliebige Zuckerketten herstellt. Dadurch kann die Produktionsdauer von Jahren auf Stunden oder Tage reduziert werden. Die effektivsten Zuckerstrukturen werden dann mit anderen Biomolekülen, zumeist Eiweiß, verbunden.

Vielversprechende Zukunftsaussichten

Da es aufgrund der hohen Kosten für wissenschaftliche Einrichtungen schwierig ist, die vollumfängliche Forschung bis zum Einsatz am Menschen zu finanzieren, arbeiten die Forscher des Max-Planck-Institutes mit der Firma Vaxxilon zusammen. Erste Erfolge von Impfstoffen gegen ein resistentes Darmbakterium und einen resistenten Krankenhauskeim, konnten bereits verzeichnet werden. Gelingt auf lange Sicht die Entwicklung von Impfstoffen gegen multiresistente Keime, könnten diese bald der Vergangenheit angehören.

Dienstag, 14. März 2017