Antibiotikaresistente Infektionen oder Antibiotikaresistenzen sind eine echte globale Bedrohung. Im Jahr 2019 haben sie verursachte den Tod von mehr als einer Million Menschen, so die Weltgesundheitsorganisation (WHO). Glücklicherweise sind wir nicht ohne Waffen gegen das Phänomen. Wir könnten sogar sagen, dass sich unser Arsenal recht gut entwickelt; Der Einsatz von KI beispielsweise ist ein neuer Forschungsweg, den Wissenschaftler erkunden.
Hier ist ein neuer Impfstoff, entwickelt von ein Forscherteam unter der Leitung von Xuefei Huang (University of Michigan), was bahnbrechend sein könnte. Letzteres zielt auf ein bereits hochresistentes Bakterium ab: Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) und insbesondere sein Methicillin-resistenter Cousin. Die Ergebnisse ihrer Forschung wurden in veröffentlicht die Zeitschrift Nature Communications.
Das Potenzial von Zuckern für einen gezielten Schutz nutzen
Die Entwicklung eines universellen Impfstoffs gegen Infektionen ist seit langem eine Herausforderung. Um dies zu erreichen, ist es wichtig, ein wirksames Antigen zu identifizieren, ein Molekül, das der Körper als fremd erkennt und das eine schützende Immunantwort auslöst. Die meisten aktuellen Impfstoffe basieren auf Proteinantigenen, aber Xuefei Huang, ein Spezialist für die Chemie und Biologie von Kohlenhydraten (Zuckern), untersucht einen anderen Ansatz.
Hier kommt Zucker ins Spiel und er birgt offenbar ein sehr großes Potenzial. Huang erklärt: „ Zuckerstrukturen sind für bestimmte Bakterien sehr spezifisch […] Ein gegen ein Bakterium wirksamer Impfstoff könnte gegen ein anderes, selbst ein sehr ähnliches, völlig wirkungslos sein. “. Aus diesem Grund sind einige bakterielle Impfstoffe, wie z. B. PREVNAR 20 (Pneumokokken-Impfstoff) von Pfizer, zielt auf eine Vielzahl von Stämmen ab (20 in diesem speziellen Fall).
Ziel ist es also, sich weiterzuentwickeln ein Antigen, das vielen Bakterien gemeinsam istoder sogar alle (idealerweise) für einen Breitbandschutz. Professor Gerald Pier von der Harvard Medical School, Mitarbeiter der Studie, der sich seit Jahren für eine vielversprechende Substanz interessiert: das Polysaccharid Poly-β-(1−6)-N-acetylglucosamin (PNAG). Dieses Kohlenhydrat kommt auf den Zellwänden von Staphylococcus aureus und vielen anderen Krankheitserregern, einschließlich Pilzen, vor.
Es ist reichlich vorhanden, zugänglich und stabil und stellt ein dauerhaftes Impfziel dar. Tierversuche sind vielversprechend, es sind jedoch strenge klinische Studien am Menschen erforderlich, um die Wirksamkeit zu beweisen. Wenn die Ergebnisse schlüssig sind, ein universeller Impfstoff auf Basis von PNAG könnte den Kampf gegen Infektionen revolutionieren und unzählige Leben retten.
Nächster Schritt: Optimierung der Molekülstruktur von PNAG
Zu diesem Zweck hat Huangs Team erstellt 32 verschiedene PNAG-Strukturen untersucht und deren Einfluss auf Antikörper analysiert. Wie bei einem künstlerischen Werk, das in Form eines Mosaiks gestaltet ist, hat jedes Mosaikstück und seine Position Einfluss auf das Endergebnis. Ebenso ist die Anordnung der Elemente des PNAG entscheidend für seine Wirksamkeit.
Wie Huang betont: „ Wir wollten wissen: Gibt es eine optimale Kombination, um die Wirksamkeit des Impfstoffs gegen Staphylococcus aureus zu verbessern, und spielt die räumliche Anordnung der Elemente eine Rolle? ? “. Die Forschergruppe untersuchte daher Komponenten des PNAG, auf die sich bislang wenig Forschung konzentrierte: Amine und Acetylgruppen.
Dank der Analyse der 32 erstellten Strukturen entdeckten sie ein grundlegendes Element: Die Anordnung des Mosaiks ist tatsächlich entscheidend für die Wirksamkeit des PNAG. „ Das genaue Motiv ist von erheblicher Bedeutung » erklärt Huang. Es wurden insbesondere zwei Kombinationen gewählt, weil sie besonders erfolgsversprechend sind. Sie koppelten sie daher mit einer Impfstoffabgabeplattform (Qbeta), die auf einem Virus basiert, das Bakterien infiziert.
In Tests an Mäusen zeigten sich beide PNAG-Strukturen äußerst wirksame Ergebnisse, vor denen sie sich schützen können Staphylococcus aureus.
Diese Entdeckung kann mit verglichen werden die Eröffnung einer neuen Front im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen Laut Huang sind diese Impfstoffe in diesem Kampf die Waffen der Wahl: „ Impfstoffe verringern die Gesamtinfektionsrate und verringern den Bedarf an Antibiotika […] Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Bakterien Resistenzen entwickeln und den Kreislauf durchbrechen. Beides geht Hand in Hand » erklärt er uns. Als Antigene eingesetzte Zucker könnten künftig wichtige Verbündete bei der Entwicklung von Impfstoffen sein.
- Forscher der University of Michigan haben einen neuen Impfstoff entwickelt, der gegen bestimmte normalerweise sehr resistente Stämme von Staphylococcus aureus wirksam ist.
- Dieses Ergebnis erreichten sie durch die Nutzung von PNAG (einem Kohlenhydrat).
- Durch die Optimierung der molekularen Struktur von PNAG könnte es ein hervorragender Kandidat für die Entwicklung eines universellen Impfstoffs sein.
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