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Microbial Epimerases: A Toolbox for the Synthesis of Novel Peptide-Based Drugs

Auf einen Blick

Beschreibung

Die Entdeckung der Antibiotika anfangs des 20. Jahrhunderts gehört zu den bedeutendsten Entwicklungen der Medizingeschichte. Antibiotika hemmen die Vermehrung von Bakterien oder töten diese ab, womit sich die meisten bakteriellen Infektionskrankheiten behandeln lassen. Doch Bakterien sind Überlebenskünstler. Sie können Resistenzgene aufnehmen oder durch ihre ständige Vermehrung und der damit verbundenen Vervielfältigung des Erbguts Mutationen akkumulieren. Dies kann zur Folge haben, dass die Wirkung eines bestimmten Antibiotikums abgeschwächt oder gar ausgeschaltet wird. Diese so genannten Antibiotika-Resistenzen haben in den letzten Jahren stetig zugenommen. Gemäss einer vom Europäischen Zentrum für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten (ECDC) in Auftrag gegebenen Studie, die 2018 erschien, sterben jährlich mehr als 33'000 Menschen im EU/ EAA Raum an den Folgen einer bakteriellen Infektion, die aufgrund der Antibiotika-Resistenz von Bakterien nicht mehr behandelbar ist.

Peptide, das sind aus Aminosäuren aufgebaute organisch-chemische Verbindungen, gelten als ein vielversprechender Ansatz, um das Problem der Antibiotikaresistenzen von Bakterien zu adressieren. Eine grosse Herausforderung für den Einsatz von Peptid-Therapeutika im Allgemeinen ist jedoch ihr schneller Abbau im menschlichen Körper, zum Beispiel durch Proteasen. Durch Modifizierung der Peptide kann dieser Abbauprozess aber stark verlangsamt werden. Der Fokus dieser Forschungsarbeit liegt darin, eine Enzymplattform aufzubauen, die es erlaubt, Peptide zu verändern und so für ihre Anwendung zu optimieren. Die hierzu verwendeten Enzyme sollen durch bioinformatische Ansätze identifiziert und durch Methoden der gerichteten Evolution diversifiziert werden. Durch Einsatz des so aufgebauten biokatalytischen Werkzeugkastens sollen neue Peptidwirkstoffe entstehen, die dann auf ihre mögliche Wirksamkeit gegen multi-resistente Bakterienstämme getestet werden.

Unsere Arbeit hat zum Ziel, optimierte Peptid-basierte Wirkstoffe zu generieren und auf ihre mögliche Wirksamkeit gegen multi-resistente Bakterien zu überprüfen. Die Ergebnisse können dazu beitragen, die Verbreitung multiresistenter Erreger, die in den letzten Jahren stetig zugenommen hat, zu bekämpfen.

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