Wissenschaftler nutzen die Relais-Synthese, um wichtige Bausteine für Reservenantibiotika zur Bekämpfung von Resistenzen herzustellen

Wissenschaftler der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben einen Durchbruch bei der Entwicklung potenzieller neuer Antibiotika erzielt, indem sie erfolgreich Schlüsselstrukturelemente von Neosorangicin A synthetisiert haben, einer Verbindung, die vielversprechend bei der Bekämpfung resistenter Bakterien ist. Die Forschung unter der Leitung von Professor Dr. Dieter Schinzer vom Institut für Chemie markiert einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Medizinchemie und bietet einen Weg zur Schaffung effektiverer Behandlungen für Infektionen, die durch resistente Stämme verursacht werden. Das Team setzte eine Technik ein, die als Relaisynthese bekannt ist, um wesentliche Teile von Neosorangicin A zu konstruieren.

Anstatt zu versuchen, das gesamte Molekül auf einmal zu synthetisieren, konzentrierten sich die Forscher auf die Zusammenstellung kleinerer, kritischer Segmente, die als Sprungbretter zum Endprodukt fungieren. Diese Methode ermöglichte es ihnen, die Komplexität des Moleküls zu behandeln, während sie die Präzision in seiner Struktur beibehielten.

Diese Substanzen dienen oft als Werkzeuge im mikrobiellen Wettbewerb und helfen den Produzenten, einen Vorteil gegenüber anderen Organismen zu erlangen. In Laborstudien hat Neosorangicin A die Fähigkeit gezeigt, die bakterielle RNA-Polymerase zu hemmen, ein Enzym, das für die Transkription entscheidend ist, der Prozess, durch den Bakterien genetische Informationen in Proteine umwandeln, die für Wachstum und Fortpflanzung notwendig sind. Dieser Mechanismus macht Neosorangicin A besonders wirksam gegen Gram-negative Bakterien, eine Kategorie von Krankheitserregern, die in klinischen Umgebungen erhebliche Herausforderungen darstellen.

Als Folge davon sind diese Mikroben für zahlreiche krankenhausbedingte Infektionen verantwortlich und aufgrund ihrer Resistenz gegen bestehende Medikamente immer schwieriger zu behandeln. Professor Schinzer betonte die biologische Bedeutung von Neosorangicin A und bemerkte, dass seine Struktur erhebliche Herausforderungen für synthetische Chemiker darstellt. Das Molekül verfügt über 16 chiral Zentren, Punkte, an denen die räumliche Ausrichtung der Atome genau sein muss, um eine ordnungsgemäße Interaktion mit Zielproteinen zu gewährleisten.

Zusätzlich erschwert die Instabilität der Verbindung in biologischen Umgebungen die Bemühungen, sie zu einem lebensfähigen pharmazeutischen Mittel zu entwickeln. Um diese Hindernisse zu überwinden, entwickelte Schinzer's Team eine konvergente Synthesestrategie. Sie unterteilen das Molekül in drei verschiedene, hochkomplexe Subeinheiten, die jeweils bis zu 19 chemische Schritte benötigen. Diese Fragmente wurden dann mit speziellen Kupplungsreaktionen zusammengefügt, um das komplette Kohlenstoffrahmen von Neosorangicin A zu bilden. Dieser Ansatz ermöglichte eine größere Kontrolle über den Syntheseprozess und minimierte das Risiko von Fehlern während der Montage.

Die Antibiotika-Resistenz ist eine wachsende Krise der öffentlichen Gesundheit, die von der Weltgesundheitsorganisation als eine der dringendsten Bedrohungen für die menschliche Gesundheit weltweit anerkannt wird. 71 Millionen indirekt verbunden. 91 Millionen Menschen könnten jährlich aufgrund von Infektionen durch resistente Krankheitserreger sterben. Die erfolgreiche Synthese von Neosorangicin A eröffnet neue Wege für die Modifizierung der Verbindung, um ihre Stabilität und Wirksamkeit zu verbessern. Durch die Veränderung bestimmter Teile des Moleküls zielen die Forscher darauf ab, ihre pharmakologischen Eigenschaften zu verbessern und sie für therapeutische Anwendungen geeigneter zu machen.

Die von Schinzer und seinen Kollegen durchgeführte Arbeit stellt einen entscheidenden Meilenstein in der Suche nach alternativen antimikrobiellen Wirkstoffen dar. Sie bietet eine Grundlage, auf der zukünftige Forschung aufbauen kann, was möglicherweise zur Schaffung neuer Medikamente führt, die die steigende Flut der Antibiotikaresistenz bekämpfen können. Die Forscher konzentrieren sich jetzt auf die Verfeinerung der synthetischen Methoden und die Erforschung von Möglichkeiten, die Verbindung für den klinischen Einsatz zu optimieren.