Daptomycin – schlagkräftige Waffe gegen multiresistente Keime

Das Antibiotikum Daptomycin gilt oft als die letzte Waffe – es soll helfen, wenn andere Wirkstoffe aufgrund resistenter Keime versagen. Entdeckt und entwickelt wurde Daptomycin bereits vor 30 Jahren – doch die Wirkweise war nicht 100 Prozent geklärt. Inzwischen fanden Wissenschaftler der Universitäten Bonn und Amsterdam heraus, dass Daptomycin den Einbau wichtiger Bausteine in die Zellwand der Erreger verhindert, wodurch die Bakterien sterben.

Die Zahl der Antibiotika-Resistenzen nimmt stetig zu, viele Antibiotika wirken nicht mehr gegen aggressive Erreger. Spezielle Wirkstoffe gelten als Notfallplan bei der Behandlung besonders schwerer Infektionen mit resistenten Keimen. So auch Daptomycin, welches bei Infektionen mit Methicillin-resistenten Staphylococcus Aureus (MRSA) und bei resistenten Enterokokken zum Einsatz kommt.

Daptomycin: Studien bringen tatsächlichen Wirkmechanismus ans Licht

Lange Zeit kursierten unterschiedliche Theorien darüber, wie genau dieses Antibiotikum wirkt. Man vermutete, dass Daptomycin die Bakterienhülle durchlöchere und einen Kalium-Ausstrom verursache, welcher die Erreger absterben lässt. Doch niemand hatte verstanden, wie es tatsächlich wirkt.

Erst wesentlich später brachten Wissenschaftler Licht ins Dunkel. Studien zeigten auf, dass Daptomycin mit einem bestimmten Mechanismus die Zellwand-Synthese gefährlicher Erreger blockiert.

Bakterien sind umgeben von einer Membran, welche in etwa der Haut einer Seifenblase ähnelt. In dieser Haut befinden sich zahlreiche Proteine, die wichtige Aufgaben in der Zelle erledigen. An diese Membran schließt sich nach außen eine feste Zellwand an – die Membran selbst bleibt flexibel. In den Zellmembranen befinden sich verschiedene Lipid-Typen. Einige davon haben eine Struktur, die sehr flexibel macht, während andere eher zäh wie erkaltetes Fett sind. Die Anordnung der Lipide ändert sich ständig.

Daptomycin blockiert Weiterbau der Zellwand

Daptomycin schafft es, diesen Aufbau  durcheinanderzubringen. Man kann sich das Antibiotikum in etwa wie eine Kaulquappe vorstellen. Mit dem dünnen, kurzen Schwanz taucht es in die Außenseite der Bakterienmembran ein und versucht, seinem Kopf Platz zu verschaffen, in dem es die Lipide zur Seite drängt.
Daptomycin-Moleküle neigen außerdem dazu, sich aneinander zu lagern. Dafür brauchen sie großräumige, flüssige Membranbereiche. Also ziehen sie, wie ein Magnet, leicht bewegliche Lipide an. Und genau das stört die Membranstruktur gravierend. Proteine lösen sich plötzlich aus der Lipid-Haut und verlieren ihre Funktion. Darunter auch Enzyme, die den Aufbau der Bakterien-Zellwand katalysieren. Ohne diese schützende Hülle sterben die Erreger ab.

Daptomycin blockiert also den Weiterbau der Zellwand, indem es essenzielle Bausteine wegfängt, wodurch die Bakterien-Zellwand porös und instabil wird. Verschiedene Ionen, wie zum Beispiel Kalium, strömen aus. Doch das allein ist nicht das, was den Erreger tötet – es ist vielmehr die Folge der sterbenden Bakterienzelle.

Daptomycin als Forschungsreagenz

Forscherteams befassen sich weiterhin damit, die detaillierten Wirkmechanismen zu verstehen und das Antibiotikum weiterzuentwickeln. Und das nicht ohne Grund, denn: Angesichts zunehmender Antibiotika-Resistenzen können nicht im nötigen Maße neue Wirkstoffe entwickelt werden. Wissenschaftler setzen daher auf die Kombination verschiedener Wirkstoffe. Dazu ist es notwendig, die genauen Wirkweisen und Angriffspunkte der Antibiotika im Detail zu erforschen.

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