Die seltene Pilz-Substanz cPM bewirkt, dass bereits resistente Krankheitserreger wieder auf Standardantibiotika reagieren. einem Team der Vetmeduni Vienna und Universität für Bodenkultur gelang erstmals diese Substanz mit spezieller Methode zu gewinnen. Insgesamt sechs Substanzen mit antibiotischer Wirkung konnten sie nachweisen Foto: (c) VetMedUni
Pilze stellen eine natürliche und ergiebige Quelle von antibiotischen Wirkstoffen dar. Neben Speisepilzen wie Trüffel oder Morchel zählen auch viele Hefen, Schimmelpilze und andere filamentöse Pilze zu den Ascomyceten. Diese produzieren Stoffwechselprodukte, die als natürliche Antibiotika gegen Bakterien und andere Keime genutzt werden können. Penicillin, einer der ältesten antibiotischen Wirkstoffe, ist das wohl bekannteste Beispiel. ForscherInnen vermuten unter diesen Stoffwechselprodukten auch ein Mittel gegen resistente Erreger.
Pilze können Bereiche des Erbgutes stillegen
Oftmals werden Substanzen wie Penicillin nur bei Bedarf und nicht dauerhaft abgesondert. „Die Pilze können sogar entsprechende Bereiche ihres Erbgutes stilllegen, sollte ein Stoffwechselprodukt nicht mehr benötigt werden. Diese Substanzen sind dann nicht mehr nachweisbar und werden als verborgen bezeichnet“, erklärt Christoph Zutz vom Institut für Milchhygiene der Vetmeduni Vienna.
Ein entsprechender Reiz kann die Produktion der antibiotischen Stoffe wieder anregen. Das Forschungsteam verwendete die Substanz Valproinsäure, die im Pilz das Einschalten solcher stillgelegter Gene aktivieren kann. In dem Pilz Doratomyces microsporus löste die Valproinsäure die Produktion gleich mehrerer antimikrobieller Stoffe aus.
Erstmalige Gewinnung eines seltenen antibiotischen Stoffes
Die gewonnenen Stoffwechselprodukte wirkten sowohl gegen einen „normalen“ als auch resistente Staphylococcus-aureus-Erreger. Dem Team gelang es, die sechs aktivsten Substanzen aus der Gesamtheit der Stoffwechselprodukte herauszufiltern. Diese sechs Stoffe zählten zu den bislang verborgenen Substanzen. Ein Stoff namens cyclo-(Prolin-Methionin) oder cPM konnte sogar zum ersten Mal in einem Pilz nachgewiesen werden. Bislang war die einzige Quelle dieser Substanz ein Bakterium, welches in einem antarktischen Schwamm lebt.
Verringerunge der Resistenz
Die bislang verborgene Substanz cPM hat eine besondere Funktion. Sie verstärkt den Effekt von anderen antimikrobiellen Stoffen. Das Team geht davon aus, dass gerade der verstärkende Effekt die große Wirkung der gefundenen Stoffe auf die getesteten Erreger ausmacht.
Das Forschungsteam ging deshalb einen Schritt weiter und testete die gewonnene Substanz cPM gemeinsam mit Ampicillin an zwei Ampicillin-resistenten Bakterien. Die Kombination zeigte Erfolg. „Die Resistenz wurde nachweislich verringert, und das sogar bei geringerer Dosis von Ampicillin als üblich“, so Koautorin Kathrin Rychli.
BiMM geht auf "Schatzsuche"
Das Team will nun mit ähnlichen Methoden auch anderen Mikroorganismen antibiotische Substanzen entlocken. Die neue Forschungsplattform „Bioactive Microbial Metabolites“, kurz BiMM, in Tulln bietet dafür die Möglichkeit. BiMM steht für den Nachweis bioaktiver Substanzen, sogenannter Metaboliten, in Mikroorganismen. „Die Valproinsäure ist nicht der einzige Weg, um aktive Substanzen aus Pilzen oder anderen Mikroorganismen zu gewinnen. Man kann auch Bakterien und Pilze gemeinsam wachsen lassen. Damit erreicht man ebenfalls einen natürlichen Reiz“, führt der Leiter der Plattform, Joseph Strauss von der Universität für Bodenkultur Wien, an. Forschende der Vetmeduni Vienna und der Boku Wien haben dafür gemeinsam die neue Forschungseinrichtung gegründet.
Christoph Zutz sieht einen entscheidenden Vorteil in dieser interuniversitären Forschungsplattform. „Im Gegensatz zu industriellen Betrieben untersuchen wir alle aussichtsreichen Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen und forschen nicht nur an einzelnen chemischen Verbindungen. So berücksichtigen wir bekannte und verborgene Substanzen in unseren Analysen.“
Service:
Der Artikel „Valproic Acid Induces Antimicrobial Compound Production in Doratomyces microspores“ von Christoph Zutz, Markus Bacher, Alexandra Parich, Bernhard Kluger, Agnieszka Gacek-Matthews, Rainer Schuhmacher, Martin Wagner, Kathrin Rychli1 und Joseph Strauss wurde im Journal Frontiers in Microbiology veröffentlicht.
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2016.00510/full
Quelle: Veterinärmedizinische Universität Wien
Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr.rer.nat. Kathrin Kober-Rychli
Institut für Milchhygiene
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 25077-3510
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Mag.rer.nat. Christoph Zutz, PhD
Institut für Milchhygiene
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 4765494184
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