Synthetische Polymere gegen Pilzinfektionen

Kombiniert mit Anti-Pilz-Medikamenten wirken synthetische Polymere besonders effektiv gegen den Hefepilz Candida albicans. Das fand ein deutsch-australisches Forschungsteam heraus und klärte auch den Wirkmechanismus dahinter auf. Ihre Ergebnisse präsentierten die Forschenden im Fachmagazin "Nature Communications". Die Studie entstand im Rahmen des Exzellenzclusters „Balance of the Microverse“Externer Link der Uni Jena und wurde unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Hoher Bedarf an Therapien gegen Pilzinfektionen

Jährlich sind über zwei Millionen Menschen von invasiven Pilzinfektionen betroffen, die häufig durch Candida-Spezies verursacht werden und mit hohen Sterblichkeitsraten einhergehen. Die Entwicklung neuer Therapien geht sehr langsam voran. Der Bedarf steigt dagegen, zumal sich immer häufiger Arzneimittelresistenzen bilden. Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Sascha Brunke vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) hat nun die Wirkungsweise und das therapeutische Potenzial synthetischer Polymere untersucht. Diese langkettigen chemischen Verbindungen ahmen in der Natur vorkommende Peptide nach und hemmen das Wachstum von Mikroorganismen. Der genaue Wirkmechanismus war bislang noch unklar. 

Rundumschlag gegen Pilzzellen

Das Forschungsteam entwickelte mehrere synthetische Polymere aus der Familie der Polyacrylamide, die eine starke Wirksamkeit gegen Candida albicans zeigten, sogar gegen resistente Stämme. Besonders das Polymer namens LH wirkte zusammen mit dem Medikament Caspofungin äußerst effektiv gegen den Pilz und verbesserte deutlich die Überlebensrate von infizierten Mottenlarven in Laborversuchen.

Die synthetischen Polymere greifen die Pilzzellen auf verschiedene Weisen gleichzeitig an: Sie nutzen dabei auch neue Zielstrukturen, und sind deshalb sehr effizient. Das ist der Unterschied zu gängigen Antimykotika, die nur einseitig wirken. So verursachten die Verbindungen Stress in der Pilzzelle und schwächten sie, indem sie die Glykosylierung an der Zelloberfläche behinderten. Bei diesem chemischen Prozess werden Zuckerketten an Proteine gebunden, was für die Stabilität und Funktion der Zellen wichtig ist. Die Polymere schädigten außerdem Wände und Membranen der Pilzzellen, wodurch diese abstarben. Zusätzlich unterstützten die Polymere auch Immunzellen bei der Vernichtung von Pilzzellen, wie man in Interaktionstests feststellte.

Bemerkenswert war auch, dass LH zusammen mit Anti-Pilz-Mitteln im Labor nicht zur Entwicklung von Resistenzen bei C. albicans führte. Das deutet darauf hin, dass solche Kombinationstherapien nicht nur effektiver, sondern auch nachhaltiger als bisherige Therapien sind und so zu einem besseren Behandlungserfolg führen können, so das Fazit der Forschenden.