Microbial Epimerases: A Toolbox for the Synthesis of Novel Peptide-Based Drugs
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Prof. Dr. Rebecca Buller
- Stellv. Projektleiter/in : Dr. Christin Peters
- Projektteam : Johannes Büchler, Sandro Giger, Dr. Thomas Schwander
- Projektstatus : laufend
- Drittmittelgeber : SNF (BRIDGE Discovery / Projekt Nr. 180993)
- Kontaktperson : Rebecca Buller
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.