Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin
Um resistente Erreger zu bekämpfen, die aufgrund von Genmutationen entstanden sind, werden völlig neue Wirkstoffe benötigt. Solche zu finden, ist das Ziel des EU-Projekts PneumoNP, an dem sich auch das Fraunhofer ITEM beteiligt. Konkret geht es darum, Wirkstoffe gegen resistente Stämme des Bakteriums Klebsiella pneumoniae zu entwickeln. Infektionen mit ursprünglichen Stämmen von Klebsiella pneumoniae waren gut mit diversen Antibiotika zu behandeln, doch mittlerweile haben sich so viele Resistenzen entwickelt, dass selbst die Reserveantibiotika nicht mehr wirken.
Damit der Wirkstoff direkt an seinen Wirkungsort gelangt, soll er an sogenannte Nanocarrier gekoppelt werden, die den Wirkstoff direkt zum Infektionsherd transportieren. Als Nanocarrier dienen Dextran-basierte Nanopartikel sowie Liposomen, die mit verschiedenen neuen, antimikrobiell wirksamen Peptiden (AMP) beladen werden. Die Arbeiten am Fraunhofer ITEM konzentrieren sich auf In-vitro-Studien und dienen der frühen Auswahl geeigneter Nanocarrier und kombinierter Nanosysteme.
Die Wirksamkeit der neuen AMP-Nanocarrier-Systeme gegen antibiotikaresistente Bakterien wird mittels Mikroverdünnungstest bestimmt und die Untersuchungen auf Zytotoxizität werden in Zell-basierten Assays an humanen Lungenzelllinien durchgeführt. Vielversprechende Nanosystem-Kandidaten werden mit In-vitro-Gentoxizitätstests entsprechend internationaler Qualitätsstandards analysiert. Damit die Testung der neuartigen Wirkstoffe möglichst die reale Situation bei der Behandlung von Patienten widerspiegelt, verwenden die Wissenschaftler ein eigens entwickeltes und patentgeschütztes Air-Liquid-Interface-Testsystem. Damit können menschliche Lungenzellen oder auch intaktes Lungengewebe direkt an der Luft-Flüssigkeitsgrenze exponiert und schließlich untersucht werden. In diesem Fall werden menschliche Lungenzellen direkt mit AMP-Nanocarriern benebelt, was die Behandlungssituation im Menschen sehr lebensnah nachstellt.
Am Ende des PneumoNP-Projekts soll ein neues, inhalativ zu verabreichendes Antibiotikum verfügbar sein, das multiresistente Klebsiella pneumoniae erfolgreich bekämpfen kann.
