Hoffnung im Kampf gegen die berühmt-berüchtigte Candidiasis: Forscher haben Substanzen in Schleimsekreten identifiziert, die den Pilz Candida albicans unter Kontrolle halten können. Die besonderen Vertreter der sogenannten Glykane unterdrücken die Entwicklung der Schleimhautbewohner in ihrer normalerweise harmlosen Form in ihrer schädlichen Form. Wissenschaftlern ist es auch gelungen, die aktiven Bestandteile von Schleim künstlich herzustellen. Dies könnte zur Entwicklung einer neuen Klasse von Medikamenten führen, die hartnäckige Krankheitserreger auf relativ natürliche Weise in Schach halten.
Der menschliche Körper beherbergt eine bunte Gemeinschaft von Mikroben, die normalerweise keine Probleme verursachen oder sogar wichtig für unsere Gesundheit sind. Das Mikrobiom umfasst jedoch auch mögliche Schäden: Bakterien oder Pilze, die Schäden anrichten können, wenn sie außer Kontrolle geraten. Einer dieser komplizierten Vertreter ist der Hefepilz Candida albicans, der in den Schleimhäuten der meisten Menschen vorkommt. In seiner Kugelform ist er unproblematisch. Aber unter bestimmten Umständen beginnt der Pilz, invasive Netze zu bilden. Durch dieses sogenannte Filament kann Candida Krankheiten wie orale Candidiasis, vaginale Hefeinfektionen oder sogar lebensbedrohliche systemische Infektionen verursachen. Dann hilft nur noch die chemische Keule, aber es gibt nur wenige wirksame Antimykotika und die haben problematische Nebenwirkungen. Daher sind alternative Behandlungsmöglichkeiten gefragt.
Schleimeffekten auf der Spur
Ein internationales Team um Rachel Hevey von der Universität Basel und Katharina Ribbeck vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge sucht derzeit nach Substanzen mit antimykotischer Wirkung. Der Ansatz der Forscher ist es, die Substanzen unseres natürlichen Abwehrsystems nutzbar zu machen. Bei den Schleimhäuten spielt ihr charakteristisches Merkmal eine zentrale Rolle: die Sekretion. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass Schleim nicht nur physikalischen, sondern auch pharmakologischen Schutz bietet. Es gab bereits Hinweise darauf, dass im Schleim Wirkstoffe enthalten sind, die der problematischen Entwicklung von Candida entgegenwirken. Allerdings ist noch nicht klar, welche Komponenten für diesen Effekt verantwortlich sind.
Im Rahmen ihrer Studie konzentrierten sich die Forscher auf eine Gruppe spezieller Zuckermoleküle im menschlichen Schleim, für die bereits Wirkungen gegen bestimmte Krankheitserreger nachgewiesen wurden. Diese sogenannten Glykane sind ein Hauptbestandteil von Muzinen, die wiederum für die Konsistenz von Schleimeis verantwortlich sind. Zunächst machten Wissenschaftler durch Experimente mit Schleimproben deutlich, dass Sekrete die Bildung von Candida albicans-Filamenten unterdrücken können. Anschließend analysierten sie die molekulare Zusammensetzung der aktiven Schleimproben. Sie identifizierten mehr als hundert verschiedene Glykane mit möglicher antimikrobieller Aktivität.
Potenzial für die Medizin
Aus den Vertretern, die in allen Proben am häufigsten vorkamen, synthetisierte das Team sechs Kandidaten für die weitere Analyse. „Es ist fast unmöglich, Glykane aus Schleimproben zu isolieren“, erklärt Hevey. „Daher ist die einzige Möglichkeit, seine Eigenschaften genauer zu untersuchen, sie zu synthetisieren. Dies ist jedoch ein äußerst komplexer chemischer Prozess.“ Doch mit Hilfe einer eigens entwickelten Methode zur Synthese dieser Moleküle gelang es dem Team schließlich, die Glykane künstlich nachzubauen und in nutzbaren Mengen herzustellen. Wissenschaftler konnten diese Substanzen dann verwenden, um Candida albicans im Labor zu testen.
Damit wurde bestätigt, dass die synthetisierten Glykane das Filament des Hefepilzes, also den Wechsel von der harmlosen in die infektiöse Form, unterdrücken konnten. Laut Wissenschaftlern zeigen ihre laufenden Arbeiten an anderen bakteriellen und pilzlichen Krankheitserregern auch, dass diese Polysaccharide ein beträchtliches medizinisches Potenzial haben. Damit könnten sie zur Grundlage für die Entwicklung einer neuen Wirkstoffklasse werden. „Es ist klar, dass Schleim eine große Bibliothek kleiner Moleküle mit vielen Virulenzhemmern gegen alle Arten von Problemerregern enthält, die darauf warten, entdeckt und verwendet zu werden“, sagt Ribbeck.
Von besonderer Bedeutung sei die Entwicklung von Medikamenten gegen Pilzinfektionen, betont Hevey: „Es besteht ein dringender Bedarf an neuen Antimykotika. Lange Zeit dachte man, Glykane seien nur für die Zähflüssigkeit von Schleim verantwortlich. Sie könnten den Weg ebnen.“ dringend benötigte neue Medikamente gegen diese problematischen Erreger.“
Quelle: Universität Basel, Fachartikel: Nature Chemical Biology, doi: 10.1038 / s41589-022-01035-1
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