Die Entdeckung kann zur Entwicklung neuer Systeme von Antimykotika führen
Mykose ist eine Infektionskrankheit, die durch parasitäre Schimmelpilze oder Hefen verursacht und mit einem Antimykotikum, einer Untergruppe von Antibiotika, behandelt wird. Allerdings sind Pilze – wie Menschen – Eukaryoten, daher ist die Entwicklung neuer Antimykotika, die für Pilze toxisch und gleichzeitig sicher für Menschen sind, ein schwieriges Problem, das außerordentlicher Professor Yoshihiro Ojima und Professor Masayuki Azuma von der Osaka Metropolitan University Graduate School of Engineering , versuchen zu lösen. Sie konzentrierten sich auf Toyocamycin, ein Antibiotikum, von dem bekannt ist, dass es gegen den pathogenen Hefepilz Candida albicans wirkt, aber die Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) nicht abtötet. Candida albicans verursacht Candidiasis; Toyocamycin ist jedoch auch für Menschen toxisch und wird daher nicht zur Behandlung von Candida albicans-Infektionen eingesetzt.
Antimykotische Mittel, die gegen pathogene Eukaryoten wirksam sind, sind schwieriger zu entwickeln als antimikrobielle Mittel; Es stehen nur etwa 10 Medikamente in vier Systemen zur Behandlung zur Verfügung.“
Professor Masayuki Azuma, Osaka Metropolitan University Graduate School of Engineering
Die Forscher waren fasziniert, weil S. cerevisiae im Gegensatz zu Menschen und C. albicans kein Gen für einen konzentrativen Nukleosidtransporter (CNT) besitzt. Sie vermuteten, dass der Grund, warum Toyocamycin gegen C. albicans, aber nicht gegen S. cerevisiae wirksam ist, darin besteht, dass es durch das CNT-Protein in C. albicans transportiert wird. Also testeten sie Toyocamycin an C. albicans, bei dem das CNT-Gen durch Genom-Editierung gestört war.
Der Verlust des CNT-Gens machte Toyocamycin gegen C. albicans unwirksam, was darauf hindeutet, dass Toyocamycin durch das CNT-Protein in die Zellen aufgenommen wird. Sie fanden auch heraus, dass S. cerevisiae gegenüber Toyocamycin empfindlich wurde, als menschliches CNT3 durch Genrekombination in Zellen eingeführt wurde.
Die Aufnahme von Toyocamycin und seinen Analoga durch die C. albicans und die humanen CNT3-Proteine wurde getestet, indem die Gene in S. cerevisiae eingeführt wurden. Tests mit Toyocamycin und Analoga zeigten, dass ihre Aufnahme je nach Struktur und Form des Moleküls unterschiedlich war.
„Diese Entdeckung, die erfährt, wie verschiedene CNT-Proteine Toyocamycin in die Zellen transportieren, könnte zur Entwicklung neuer Systeme von Antimykotika mit beispiellosen Wirkungsweisen führen“, sagte Professor Ojima.
Durch die Konzentration auf strukturelle Unterschiede zwischen Analoga könnten neue Antimykotika entwickelt werden, die nur gegen C. albicans wirksam und für den Menschen harmlos sind, um in Zukunft Candidiasis oder andere Mykosen zu behandeln.
Quelle:
Referenz:
Ojima, Y., et al. (2022) Concentrative Nucleoside Transporter, CNT, Ergebnisse zur selektiven Toxizität von Toyocamycin gegen Candida albicans. Mikrobiologisches Spektrum. doi.org/10.1128/spectrum.01138-22.
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