Wissenschaftlern ist es nun gelungen, das in der Muttermilch vorkommende Lactoferricin in seiner natürlichen antibakteriellen Aktivität zu verstärken und dessen Wirkmechanismen aufzuklären. Ihre Forschungsergebnisse könnten einen Beitrag zur Entwicklung innovativer Antibiotika leisten.
„Körpereigene Peptide – kleine Eiweißmoleküle – haben in der Abwehr von Bakterien einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Antibiotika: Sie wirken direkt und schnell auf die Zellmembran, die Hülle des Bakteriums, und zerstören diese, noch bevor sich Resistenzen bilden können“, erklärt Ass.-Prof. Dr. Dagmar Zweytick vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz, Hauptautorin der aktuellen Studie zu Lactoferricin. Dieses antibakterielle Peptid kommt in der Muttermilch vor. Allerdings ist es in seiner natürlichen Form zu schwach, um schwere Infektionen erfolgreich zu bekämpfen, daher wurde es im Rahmen eines EU-Projektes um Karl Lohner modifiziert. In Kooperation mit Kollegen der Universitäten Ljubljana und Houston/Texas hat Dagmar Zweytick dazu beigetragen, die Wirkmechanismen der Peptidvarianten aufzuklären. Elektronen- (l.) und Fluoreszenzmikroskopie (r.): Zellen des Bakteriums Escherichia coli ohne Einwirkung von Peptid (o.) und unter Einwirkung einer acylierten Variante von Lactoferricin (u.). © Dagmar Zweytick / Uni Graz
Die Forscher haben die Aminosäure-Sequenz von Lactoferricin verändert und die Peptidderivate acyliert, sprich eine Fettsäurekette angehängt. Die anschließenden Untersuchungen zeigten, dass sowohl die acylierten als auch die nicht-acylierten Varianten die Zellmembran des Bakteriums Escherichia coli, das als Modellorganismus herangezogen wurde, stark schädigen. Die positiv geladenen Peptide docken an die negativ geladenen Lipide der Bakterienzellmembran an und brechen diese auf. Darüber hinaus stören die acylierten Peptide auch die Zellteilung und damit die Vermehrung der Bakterien. Die Peptidvarianten wurden bereits international patentiert. Originalpublikation: N-acylated Peptides Derived from Human Lactoferricin Perturb Organization of Cardiolipin and Phosphatidylethanolamine in Cell Membranes and Induce Defects in Escherichia coli Cell Division Dagmar Zweytick et al.; PLoS One, doi: 10.1371/journal.pone.0090228; 2014
