BfT Special Nr. 50 / Juni 2010

• Moderne Technologien erlauben Einblicke in pathogene und apathogene Spezies

Seit den 50er Jahren leisten Antibiotika in der Veterinärmedizin einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Gesundheit von Heim- und Nutztieren. Bereits zu Beginn der antibiotischen Ära hatte man aber auch die Gefahr des Auftretens resistenter Mikroorganismen erkannt. Somit besteht ein kontinuierlicher Bedarf an neuen wirksamen antibakteriellen Wirkstoffen. Der Blickpunkt sprach mit Dr. Peter Schmid, Leiter der Intervet Innovation GmbH, Schwabenheim über den aktuellen Stand der Forschung und neue biotechnische Verfahren.

Blickpunkt: Welche Strategien zur Erforschung neuer antibakterieller Wirkstoffe stehen Forschung und Industrie aktuell zur Verfügung?

Dr. Schmid: Derzeit arbeitet die Forschung mit drei wissenschaftlichen Verfahren. Dies ist zum einen die chemische Bearbeitung bekannter Wirkstoffe. Des Weiteren wird das klassische Screening auf der Basis der Empfindlichkeitsprüfung von Bakterien eingesetzt. Ein neuer Ansatz ist die Target-basierte Wirkstoffsuche.

Blickpunkt: Worin unterscheiden sich die verschiedenen Verfahren und was können sie leisten?

Dr. Schmid: Nach wie vor ist die chemische Expansion bekannter Wirkstoffklassen eines der wichtigsten Werkzeuge für die Suche nach neuen Wirkstoffen. Mit diesem Verfahren können pharmakologische und toxikologische Eigenschaften beeinflusst, das erfasste Erregerspektrum modifiziert und klinisch bedeutende Resistenzmechanismen überwunden werden. Alle in den zurückliegenden 15 Jahren für die Veterinärmedizin zugelassenen Wirkstoffe wie die neueren Cephalosporine und Makrolide oder auch Florfenicol sind auf diesem Weg entstanden. Dies zeigt, wie bedeutend dieses Verfahren ist.

Blickpunkt: Welche Rolle spielt das klassische Screening?

Dr. Schmid: Das klassische Screening ist gekennzeichnet durch die Anwendung standardisierter mikrobiologischer Techniken zur Untersuchung des wachstumshemmenden Effekts synthetischer Wirkstoffe, von Naturstoffen oder von Extrakten. Diese Methode erlaubt auch das Auffinden von Wirkstoffen mit neuem Wirkmechanismus. Bis heute wurden alle etablierten antibakteriellen Substanzklassen über die klassische Empfindlichkeitsprüfung von Bakterien gefunden. Neuere Beispiele sind die Oxazolidinone und die kationischen Peptide. Beide Wirkstoffklassen werden jedoch aufgrund ihrer besonderen Bedeutung für die Humanmedizin für die veterinärmedizinische Anwendung voraussichtlich nicht zur Verfügung stehen.

Blickpunkt: Gibt es weitere oder noch neuere Forschungsansätze?

Dr. Schmid: Einen völlig neuen Ansatz eröffnen die modernen Techniken der Genom- und Proteomforschung, die die Identifizierung neuer bakterieller Zielstrukturen für medikamentelle Interventionen ermöglichen. Heute sind bereits etwa 700 bakterielle Genome sequenziert und in öffentlichen Datenbanken zugänglich, mehrere Hundert werden in den kommenden Monaten dazukommen. Neue, ultraschnelle und dabei sehr preiswerte Sequenziertechniken führen zu einem exponentiellen Anstieg verfügbarer Daten.

Funktionale Genomanalysen und Genomvergleiche ermöglichen Einblicke in die Organisation pathogener und apathogener Spezies und liefern die Daten für die Auswahl sehr vieler möglicher Angriffspunkte (Targets) für neue Antibiotika.

Blickpunkt: Wie beurteilen Sie die Chance, mit Hilfe dieser biotechnischen Verfahren neue, praxisreife Antiinfektiva-Klassen zu erschließen?

Dr. Schmid: Seit Beginn der Genom-Ära hat die pharmazeutische Industrie zahlreiche Leitstrukturen identifiziert und viele Leitstrukturoptimierungsprogramme initiiert. Trotz größter Anstrengungen hat bislang noch kein neues Antibiotikum aus diesem Ansatz erfolgreich die klinische Prüfung durchlaufen. Dies zeigt, dass dieser Ansatz zwar sehr vielversprechend, aber auch mit hohen Investitionen und dem Risiko des Scheiterns verbunden ist.