Forscher der University of Alberta identifizieren neues Arzneimittelziel für antibiotikaresistentes E. coli
Forscher der University of Alberta haben die Protease GlpG als neues Arzneimittelziel für antibiotikaresistentes E. coli identifiziert, das jährlich Hunderttausende von Todesfällen durch Harnwegsinfektionen verursacht. Die Hemmung von GlpG verhinderte in Laborstudien die bakterielle Adhäsion und Biofilmbildung. Die Entdeckung adressiert eine globale Gesundheitsnotlage, da Prognosen zur antimikrobiellen Resistenz zeigen, dass sie bis 2050 todbringende Auswirkungen auf dem Niveau von Krebserkrankungen haben könnte.
Forscher der University of Alberta haben ein neues Arzneimittelziel zur Bekämpfung von antibiotikaresistenten E. coli-Bakterien identifiziert, die jährlich fast 250.000 Todesfälle durch Harnwegsinfektionen verursachen. Die in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, dass die Protease GlpG, die in der Zellmembran lokalisiert ist, für die Fähigkeit der Bakterien, menschliche Zellen zu infizieren und Behandlungen zu widerstehen, von zentraler Bedeutung ist.
Hauptinvestigatorin Joanne Lemieux, Professorin für Biochemie und Vize-Dekanin für Forschung an der Fakultät für Medizin und Zahnmedizin, erklärte, dass GlpG für die Bildung von Virulenzfaktoren wie Pili – haarähnlichen Anhängseln an der bakteriellen Oberfläche, die der Gewebenhaftung dienen – unerlässlich ist. Die Protease spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Biofilmen, die Bakterien vor dem Immunsystem und Antibiotika schützen und zu persistenten und chronischen Infektionen führen. Als das Team GlpG in pathogenem E. coli hemmte, verhinderten sie die bakterielle Adhäsion und Invasion in Blasen- und Nierenzellen, stoppten die Bildung schützender Biofilme und eliminierten bereits gebildete Biofilme. Das Labor konzentriert sich nun auf die Entwicklung neuer Medikamente, die diese Protease in pathogenem E. coli hemmen, während hilfreiche E. coli im Darm unberührt bleiben.
Die globale Sterblichkeitsrate durch Harnwegsinfektionen stieg zwischen 1990 und 2019 um 140 Prozent, hauptsächlich aufgrund des Anstiegs der Resistenz gegen häufig verordnete Antibiotika. Lemieux beschrieb antimikrobielle Resistenz als globale Notlage und wies darauf hin, dass die Weltgesundheitsorganisation (WHO) E. coli als Erreger von kritischer Bedenken gelistet hat. Es wird erwartet, dass bis 2050 die Todesfälle durch antimikrobielle Resistenz denen durch Krebs gleichkommen werden. Bis zu ein Fünftel der E. coli-Infektionen sind bereits Antibiotika-resistent.
Proteasehemmer werden bereits als Medikamente zur Behandlung anderer Krankheiten wie Bluterkrankungen, HIV und COVID-19 eingesetzt. Das Forscherteam arbeitete mit Kolleginnen und Kollegen aus Biochemie, medizinischer Mikrobiologie und Pädiatrie zusammen. Die Finanzierung kam von der Canada Foundation for Innovation, dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, dem Alberta Graduate Excellence Scholarship, dem Stollery Children’s Hospital Foundation und der Alberta Women’s Health Foundation über das Women and Children’s Health Research Institute und Striving for Pandemic Preparedness – The Alberta Research Consortium.