Pathogenitätsfaktoren: Ist Ihr Bakterium Pseudomonas aeruginosa - Antibiotika resistent?

Medizin am Abend Berlin Fazit:     Neuer Wirkstoff hemmt Kommunikation zwischen Bakterien und macht sie so unschädlich

Weltweit sind Bakterien auf dem Vormarsch, die gegen Antibiotika resistent sind. Umso wichtiger ist es, neuartige Medikamente zu entwickeln, die diese Mikroorganismen in Schach halten. An der Saar-Uni und am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) arbeiten Wissenschaftler an solchen Alternativen. Das Team um Pharmazie-Professor Rolf Hartmann nimmt dazu etwa Moleküle unter die Lupe, mit denen die Erreger untereinander kommunizieren.

Es hat einen Wirkstoff entwickelt, der diese Kommunikation unterbindet und die Bakterien so abschwächt. Für diese Arbeit wurden die Forscher nun mit dem Phoenix-Preis ausgezeichnet. Zudem hat Hartmann kürzlich die Carl-Mannich-Medaille der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft für sein Lebenswerk erhalten.

• Für Infektionen wie Lungenentzündungen oder Keuchhusten sind Bakterien verantwortlich. 

Um diese Erkrankungen zu behandeln, kommen meist Antibiotika zum Einsatz. „Viele der Erreger bilden allerdings Resistenzen gegenüber diesen Medikamenten“, sagt Professor Rolf Hartmann. Gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe forscht der Pharmazeut an alternativen Wirkstoffen.

Die Wissenschaftler haben dazu unter anderem die Kommunikationswege der Bakterien im Auge.
„Mikroorganismen können miteinander kommunizieren. Sie nutzen dazu Moleküle“, sagt Hartmann. Diese Verständigung funktioniert folgendermaßen, wie der Professor erläutert:

• „Ein Bakterium gibt Moleküle in seine Umgebung ab, bei anderen Bakterien docken diese anschließend an spezifische Rezeptoren an. Daraufhin bilden die Bakterien Moleküle, die den Menschen krank machen, sogenannte Pathogenitätsfaktoren.“

In einer Studie haben sich die Saarbrücker Forscher mit dem Bakterium Pseudomonas aeruginosa beschäftigt, das unter anderem Lungenentzündungen, Harnwegs- und Hautinfektionen hervorrufen kann.

• Auch diese Erreger bilden nach Kommunikation für den Menschen schädliche Eiweiß-Partikel. 

Den Saarbrücker Forschern ist es nun aber gelungen, einen Wirkstoff zu entwickeln, der die bakterielle Kommunikation unterbindet und die Bakterien so unschädlich macht. „Unsere Substanz blockiert einen Rezeptor, an den die Moleküle bei den Empfänger-Bakterien andocken“, erklärt Hartmann. In Versuchen konnten die Pharmazeuten bereits nachweisen, dass die Bakterien nicht mehr gesundheitsschädlich sind, wenn sie dem neuen Wirkstoff ausgesetzt waren.

In weiteren Arbeiten müsste die genaue Wirksamkeit nun weiter getestet werden. Für diese Studie ist das Team um Hartmann mit dem Phoenix-Preis ausgezeichnet worden. Der mit 10.000 Euro dotierte Preis wird von der Pharmafirma Phoenix jedes Jahr an herausragende Arbeiten in der pharmazeutischen Forschung verliehen. Zudem ist Professor Hartmann erst kürzlich von der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft mit der Carl-Mannich-Medaille für sein Lebenswerk ausgezeichnet worden. Hartmann hat sich in seiner wissenschaftlichen Karriere der Wirkstoffforschung verschrieben, – zunächst an seinem Lehrstuhl für Pharmazeutische und Medizinische Chemie an der Saar-Uni, um neue Medikamente für Herz-Kreislauf- und Tumor-Erkrankungen zu entwickeln; später am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland, um bakterielle Infektionen zu therapieren. Am Helmholtz-Institut leitet Hartmann seit rund sechs Jahren die Arbeitsgruppe „Wirkstoffdesign und Optimierung“.

Die Studie „Overcoming the unexpected functional inversion of a PqsR antagonist in Pseudomonas aeruginosa: an in vivo potent antivirulence agent targeting pqs Quorum sensing” wurde in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie” veröffentlicht.
DOI: 10.1002/anie.201307547

Über das HIPS:
Das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) ist ein Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und entstand in Kooperation mit der Saar-Uni. Das HIPS ist das erste öffentlich geförderte Forschungsinstitut in Deutschland, das explizit der Pharmazie gewidmet ist. Weitere Infos unter: http://www.helmholtz-hzi.de/de/organisation/standorte/hips_saarbruecken/ueber_hi...

Über das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung:
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. An seinem Standort in Braunschweig-Stöckheim blickt das Zentrum auf eine jahrzehntelange Historie zurück. Bereits 1965 begannen hier die ersten Arbeiten; 2015 feiert das HZI 50-jähriges Jubiläum. www.helmholtz-hzi.de











Prof. Rolf Hartmann, Leiter der Abteilung „Wirkstoffdesign und Optimierung“ am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) in Saarbrücken Jörg Pütz


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Der Nikolaus mit erhöhten Acrylamidgehalte in Weihnachtsgebäck

Medizin am Abend Berlin Fazit: Lebensmittel im Blickpunkt: Lebkuchen enthalten weniger Acrylamid

Unterschiede in den Gehalten herstellungs- und rezepturbedingt 
 
Erhöhte Acrylamidgehalte in Weihnachtsgebäck haben vor einigen Jahren Verbraucher verunsichert. Die dem Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) in Berlin für die vergangenen Jahre vorliegenden Untersuchungsergebnisse der Bundesländer zeigen eine positive Entwicklung:

die Acrylamidgehalte wurden deutlich reduziert.

So lag der Arcylamidgehalt bei der Hälfte von 450 in den Jahren 2013 und 2014 untersuchten Proben unterhalb von 200 µg/kg. Damit unterschritt dieser Mediangehalt deutlich den aktuell geltenden EU-Richtwert von 1000 µg/kg. In den Jahren 2003 bis 2008 hatte der Mediangehalt noch im Bereich von 230 bis 430 µg/kg und damit auf einem deutlich höheren Niveau gelegen.

Die niedrigsten Acrylamidgehalte wurden bei "braunen Lebkuchen“ gefunden.

Hier betrug der Mediangehalt mit rund 100 µg/kg nur ein Zehntel des EU-Richtwertes. In etwa 30 Prozent der Proben lagen die Gehalte sogar unterhalb der Nachweis- bzw. Bestimmungsgrenze.

In etwa 10 Prozent aller Lebkuchenproben wurde der EU-Richtwert überschritten.

Dabei handelt es sich oftmals um Spezialitäten, die aufgrund ihrer Herstellung bzw. Rezeptur höhere Acrylamidgehalte aufweisen können.

Auch hier konnten die Gehalte jedoch deutlich reduziert werden: Traten noch vor einigen Jahren maximale Acrylamidgehalte von über 5000 µg/kg auf, so lagen die höchsten Werte nunmehr bei etwa 1500 g/kg.

Sonderfall: Honiglebkuchen
Die höchsten Acrylamidgehalte wurden bei „Honiglebkuchen“ festgestellt. Bei drei von sechs Proben lagen die Gehalte oberhalb des Richtwertes. Dies entspricht Untersuchungen in der Vergangenheit: Auch in den Jahren 2002 bis 2012 war bei einem Anteil von 36 Prozent der untersuchten Proben von Honiglebkuchen (103 Proben) der aktuelle EU-Richtwert bzw. der damals gültige nationale Signalwert in Höhe von 1000 µg/kg überschritten. Die hohen Arcylamidgehalte sind auf die charakteristische und geschmacksgebende Zutat Honig zurückzuführen. Honig enthält auch einen hohen Anteil an Fruktose und Glukose. Diese beiden Zuckerarten sind wesentliche Vorläufersubstanzen bei der Entstehung von Acrylamid in Lebensmitteln.

Verzicht auf bestimmte Backtriebmittel
 
Einen besonders großen Einfluss auf die Acrylamidbildung hat bei Lebkuchen das verwendete Backtriebmittel. In der Vergangenheit wurden für Lebkuchen traditionell Ammoniumsalze (Hirschhornsalz) verwendet.

Durch Verzicht auf Ammoniumsalze und deren Ersatz durch handelsübliches Backpulver oder Natron konnte die Acrylamid-Bildung bei der Lebkuchenherstellung deutlich reduziert werden.  

• Außerdem werden zunehmend weichere und feuchtere Lebkuchensorten angeboten, die herstellungs- und rezepturbedingt deutlich niedrigere Acrylamidgehalte aufweisen als trockenere, relativ harte Sorten.

Plätzchenbacken zu Hause
 
Beim Plätzchenbacken am eigenen Herd sollten Verbraucher darauf achten, nicht zu hohe Backtemperaturen zu verwenden. Bei Temperaturen über 180 Grad entstehen höhere Mengen an Acrylamid als bei niedrigen Temperaturen. Je dunkler ein Plätzchen ist, desto mehr Acrylamid enthält es. Allgemein gilt daher die Faustregel: „vergolden statt verkohlen“.

Minimierung von Acrylamidgehalten
 
Acrylamid hat sich im Tierversuch als krebserregend gewiesen. 

Dass es auch im menschlichen Körper krebserregend sein kann, hat sich bisher nicht bestätigt. Aus Gründen des vorbeugenden Verbraucherschutzes hat das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) gemeinsam mit den Bundesländern, der Wirtschaft und dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) bereits 2002 ein nationales Acrylamid-Minimierungskonzept entwickelt, das 2011 auf europäischer Ebene übernommen wurde. Für jede Warengruppe – wie Kaffee, Chips oder Lebkuchen – wurden nationale Signalwerte festgelegt. Dafür wurden regelmäßig Lebensmittel auf ihre Acrylamidgehalte untersucht und die am höchsten belasteten Produkte identifiziert. Der unterste Acrylamidwert dieser zehn Prozent am höchsten belasteten Lebensmittel wurde dann als Signalwert festgelegt. Insgesamt wurden seit 2002 acht solcher Signalwertberechnungen durchgeführt und die Signalwerte so kontinuierlich gesenkt. Seit 2011 gelten europaweite Richtwerte, die ebenfalls auf Basis der tatsächlich gemessenen Acrylamidgehalte berechnet werden. Wird eine Überschreitung des Richtwerts festgestellt, treten die Lebensmittelüberwachungsbehörden der EU-Mitgliedstaaten mit den Lebensmittelunternehmen in einen Minimierungsdialog, um gemeinsam technologische Maßnahmen zur Acrylamidminimierung im Herstellungsprozess zu erörtern. Einen Grenzwert oder Höchstgehalt, wie sie für Pflanzenschutzmittel- oder Tierarzneimittelrückstände festgelegt sind, gibt es für Acrylamid derzeit nicht. Die Aufnahmemenge sollte jedoch so gering wie vernünftigerweise erreichbar gehalten werden.

Hintergrundinformation
Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) ist eine eigenständige Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft. Das BVL ist für die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln, Tierarzneimit¬teln und gentechnisch veränderten Organismen in Deutschland zuständig. Im Bereich der Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit übernimmt es umfassende Managementaufgaben und koordiniert auf verschiedenen Ebenen die Zusammenarbeit zwischen dem Bund, den Bundesländern und der Europäischen Union. In der Rubrik „Lebensmittel im Blickpunkt“ stellt das BVL regelmäßig Informationen zu bestimmten Lebensmitteln zusammen.

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Nina Banspach