Forschungsteam entdeckt zweifache Wirkung von Chelerythrin bei der Bekämpfung der mobilen Colistin-Resistenz

Ein Forschungsteam aus China hat eine innovative Entdeckung im Kampf gegen die mobile Colistin-Resistenz gemacht. Ihre Studie, veröffentlicht in Maschinenbau, zeigt die doppelte Wirkung von aus Futtermittelzusatzstoffen gewonnenem Chelerythrin bei der Bekämpfung der Ausbreitung des mcr-1-Gens, das eine Herausforderung für den Einsatz von Colistin, einem Antibiotikum der letzten Wahl, darstellt. Dieser Befund eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Wirksamkeit von Colistin und zur Begrenzung der Übertragung von Resistenzgenen.

Colistin ist ein wichtiges Antibiotikum zur Behandlung schwerer Infektionen, die durch weitgehend arzneimittelresistente (XDR) gramnegative Krankheitserreger verursacht werden. Allerdings hat die Entstehung und Verbreitung des mcr-1-Gens und seiner Varianten dazu geführt, dass Colistin weniger wirksam gegen diese Krankheitserreger ist.

Als Reaktion auf diese Herausforderung untersuchte das Forschungsteam das Potenzial antibiotischer Adjuvantien zur Steigerung der Wirksamkeit von Colistin. Ihre Studie konzentrierte sich auf die Wirkung von Chelerythrin, einer Verbindung aus Macleaya cordata-Extrakt, die häufig als Tierfutterzusatz verwendet wird.

Das Team entdeckte, dass Chelerythrin in einer Konzentration von 4 mg∙L−1 die minimale Hemmkonzentration (MHK) von Colistin gegen einen mcr-1-positiven E. coli-Stamm signifikant um das 16-fache reduzierte. Diese Reduzierung ist eine vielversprechende Entwicklung im Kampf gegen Colistin-resistente Erreger.

Darüber hinaus eliminierte Chelerythrin in einem murinen Darminfektionsmodell etwa 104 koloniebildende Einheiten (KBE) eines mcr-1-tragenden Stamms. Darüber hinaus inhibierte es die Konjugation eines mcr-1-tragenden Plasmids in vitro um mehr als das Hundertfache und in einem Mausmodell um das bis zu fünffache.

Die Forscher führten eine detaillierte Analyse durch, um den Mechanismus hinter den doppelten Wirkungen von Chelerythrin zu verstehen. Sie fanden heraus, dass Chelerythrin an Phospholipide auf Bakterienmembranen bindet und so die Fluidität der Zytoplasmamembran erhöht.

Diese Veränderung beeinträchtigt die Atmung, stört die Protonenantriebskraft (PMF), erzeugt reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und verringert den intrazellulären Adenosintriphosphatspiegel (ATP). Infolgedessen reguliert Chelerythrin das mcr-1-Gen und konjugationsassoziierte Gene herunter und begrenzt so die Ausbreitung der mobilen Colistin-Resistenz.

Die Auswirkungen dieser Entdeckung sind weitreichend. Die doppelte Wirkung von Chelerythrin erweitert das Potenzial antibiotischer Adjuvantien und bietet eine neue Strategie zur Bekämpfung der mobilen Colistin-Resistenz. Dieser Durchbruch könnte auch als Referenz für die zukünftige Entwicklung antimikrobieller und adjuvanter Mittel dienen. Durch die Identifizierung der antimikrobiellen Resistenzbekämpfungswirkung bekannter Verbindungen können Forscher zusätzliche Möglichkeiten zur Bekämpfung der wachsenden Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen erkunden.

Die Ergebnisse des Forschungsteams haben erhebliche Auswirkungen auf den Bereich Medizin und öffentliche Gesundheit. Da Antibiotikaresistenzen weiter zunehmen, bieten innovative Strategien wie die Doppelwirkung von Chelerythrin Hoffnung im anhaltenden Kampf gegen arzneimittelresistente Krankheitserreger. Weitere Forschung und Entwicklung in diesem Bereich könnten zur Entdeckung neuer Adjuvanzien und Therapien führen, die die mobile Colistin-Resistenz wirksam bekämpfen können.

Die vom chinesischen Forschungsteam durchgeführte Studie ist ein Beweis für die Bedeutung der interdisziplinären Zusammenarbeit und das Potenzial der Erforschung natürlicher Verbindungen für antimikrobielle Zwecke. Durch die Nutzung der Kraft der Natur und das Verständnis der Wirkmechanismen können Wissenschaftler neue Strategien entwickeln, um der globalen Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen zu begegnen.