Med multiresistenta bakterier som blir mer och mer av ett hot, vi är i behov av ny antibiotika nu mer än någonsin. Tyvärr, Antibiotika kan inte skilja mellan patogener och nyttiga mikrober. De kan förstöra mikrobiomets känsliga balans – vilket resulterar i permanenta skador. Forskargruppen av kemisten Dr Thomas Böttcher har nu tagit ett betydande steg mot att lösa dessa problem. I samarbete med teamet av biolog professor Christof Hauck, också från Konstanz, forskarna upptäckte antibiotiska egenskaper hos en naturprodukt som hittills bara hade betraktats som en bakteriell signalmolekyl. Laget, inklusive doktorandforskarna Dávid Szamosvári och Tamara Schuhmacher, utvecklade och undersökte syntetiska derivat av det naturliga ämnet som visade sig förvånansvärt effektivt mot patogenen Moraxella catarrhalis . I processen, endast tillväxten av dessa patogener hämmades, inte tillväxten av andra bakterier. I ett ytterligare projekt, forskarna lyckas utveckla ytterligare ett selektivt medel för att bekämpa malariaparasiten. Dessa resultat kan leda till en ny grund för nya precisionsantibiotika. Forskningsresultaten publiceras i de aktuella upplagorna av tidskrifterna Kemivetenskap och Kemisk kommunikation .

Lika viktigt som antibiotika är för att behandla infektionssjukdomar, de lämnar ett spår av förstörelse i den mänskliga mikrobiomet. Mag-tarmbesvär efter antibiotikabehandlingar är ett av de minsta problemen i sammanhanget. Ganska ofta, resistenta patogener ersätter nyttiga mikrober. Senare, dessa kan orsaka allvarliga infektionssjukdomar eller kroniska sjukdomar. Dock, inte alla mikrober är farliga. Tvärtom, många mikroorganismer lever i fredlig samexistens med oss, och är till och med avgörande för människors hälsa. Vi människor är sanna mikrokosmos och är värd för fler mikrober än mänskliga celler. Men detta ekosystem, den mänskliga mikrobiomet, är bräcklig. Allergier, övervikt, kroniska inflammatoriska tarmsjukdomar och till och med psykiatriska störningar kan vara resultatet av en skadad mikrobiom. Frågan är hur vi kan upprätthålla denna ekologiska mångfald vid en mikrobiell infektion?

Forskargruppen studerade ursprungligen bakteriens signaler Pseudomonas aeruginosa . En förening väckte deras intresse eftersom den mycket selektivt hämmade tillväxten av patogenen Moraxella catarrhalis . Denna patogen orsakar, till exempel, otitis media hos barn samt infektioner hos patienter med kroniskt obstruktiva lungsjukdomar. Den syntetiska ställningskonstruktionen av denna naturprodukt resulterade i en ny föreningsklass med enorm antibiotikaeffektivitet. Det som verkligen överraskade var ämnets selektivitet:Endast tillväxten av Moraxella catarrhalis var hämmad, inte andra bakteriers. Även närbesläktade bakterier från samma art förblev helt opåverkade.

För närvarande, Thomas Böttcher och Christof Hauck undersöker verkningsmekanismen för detta mycket selektiva antibiotikum mot patogenen Moraxella catarrhalis . Antibiotika med sådan selektivitet skulle göra precisionsbehandling möjlig och specifikt eliminera patogener samtidigt som mångfalden av nyttiga mikrober bevaras.

I ett annat pågående projekt, beskrivs i journalen Kemisk kommunikation , forskargruppen kring Thomas Böttcher och doktorandforskaren Dávid Szamosvári, i samarbete med forskare från Duke University (USA), lyckats utveckla mycket selektiva medel mot malariaparasiten. Dessa var också inspirerade av naturens exempel och teamet skapade en roman, tidigare obeskrivna kinolonringsystem. En förening visade sig vara extremt specifik för en kritisk stadion i malariaparasitens livscykel. I början, denna parasit sätter sig i levern innan den invaderar blodkropparna. Forskarna kunde rikta in sig på och eliminera parasiten i detta skede av malaria. De nya rönen kan nu användas för riktad forskning och utveckling av selektiva terapier för att bekämpa malaria baserade på nya klasser av kemiska föreningar.