Bedeutung der Biodiversität für die Entwicklung neuer Medikamente
Erweiterung der bakteriellen Wirkstoffproduzenten durch das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS)
Antibiotika, die in der klinischen Praxis verwendet werden, basieren überwiegend auf Naturstoffen, die von Bakterien und anderen Mikroorganismen produziert werden. Am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) konzentriert sich die Forschung auf Myxobakterien aus dem Boden als potenzielle Quelle neuartiger Wirkstoffe. Insbesondere weniger erforschte Bakterienarten bieten hierbei Chancen zur Entdeckung bislang unbekannter Substanzen. Ein Forschungsteam des HIPS hat die biologische Vielfalt der Myxobakterien nach jahrzehntelanger Arbeit signifikant erweitert. Die isolierten Mikroorganismen sowie deren genetische Informationen werden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Science publiziert.
Herausforderung durch Antibiotikaresistenzen und Bedeutung der Naturstoffe
Angesichts der zunehmenden weltweiten Problematik von Antibiotikaresistenzen ist die Identifikation neuer Wirkstoffe essenziell, um bakterielle Infektionen weiterhin effektiv behandeln zu können. Naturstoffe spielen hierbei eine zentrale Rolle. Myxobakterien sind im Vergleich zu anderen Mikroorganismen bisher wenig erforscht, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, neuartige Wirkstoffkandidaten zu entdecken. In der Studie werden 118 neue Myxobakterienarten vorgestellt, deren Genome sequenziert wurden. Dadurch wurde der vorhandene genomische Datenbestand erheblich erweitert. Das HIPS ist Teil des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung und kooperiert eng mit der Universität des Saarlandes.
Erweiterung der taxonomischen Vielfalt der Myxobakterien
Vor der Untersuchung waren lediglich elf Familien und 32 Gattungen der Myxobakterien bekannt. Unter Leitung von Prof. Rolf Müller, wissenschaftlicher Direktor des HIPS und Leiter der Abteilung „Mikrobielle Naturstoffe“, wurden über mehrere Jahrzehnte Bodenproben gesammelt und primär Myxobakterien isoliert. Unterstützt wurde das Team durch Bürgerinnen und Bürger im Rahmen der Citizen Science-Initiative Microbelix. Die Vielfalt der Myxobakterien konnte so auf 28 Familien und 90 Gattungen ausgeweitet werden. Zudem wurden die Genome aller neu beschriebenen Myxobakterien entschlüsselt. Dr. Ronald Garcia aus der Abteilung „Mikrobielle Naturstoffe“ betont, dass in nahezu jedem analysierten Genom mehrere Gene für potenzielle Wirkstoffe gefunden wurden, die bislang unbekannt sind.
Bereitstellung der Daten und Materialien für die Forschung
Um die Nutzung der gewonnenen Daten weltweit zu ermöglichen, hat das HIPS-Team den interaktiven, webbasierten Atlas ABC-Myxo entwickelt, der Genbereiche von Myxobakterien zur Wirkstoffproduktion abbildet. Dieser Service steht Forschenden kostenfrei zur Verfügung. Die Bakterienstämme werden zukünftig vom Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen – für Forschungszwecke bereitgestellt.
Nachweis neuer Naturstoffklassen
Die Studie beschreibt fünf neu entdeckte Substanzklassen mit unterschiedlichen bioaktiven Eigenschaften:
- Myxoquaterine – antifungale Wirkung
- Sandacrabine – antivirale Aktivität
- Sandarazole – antibakterielle Effekte
- Neue Sorangibactin-Siderophore
- Pyxidicycline – neuartige Hemmstoffe der Topoisomerase
Prof. Müller unterstreicht die Bedeutung mikrobieller Biodiversität für die Entdeckung neuartiger Naturstoffe. Während gut erforschte Mikroorganismen kaum neue Substanzen liefern, bietet die myxobakterielle Sammlung ein enormes Potenzial zur Identifikation bisher unbekannter chemischer Strukturen. Dies bildet eine wichtige Grundlage für die Entwicklung dringend benötigter Wirkstoffe zur Behandlung von Infektionskrankheiten.
Beteiligungsmöglichkeiten für die Öffentlichkeit
Im Rahmen des Citizen Science-Projekts Microbelix können interessierte Laien aktiv zur Erweiterung der Myxobakterienvielfalt beitragen. Durch das Sammeln von Bodenproben in naturnahen Umgebungen und deren Einsendung an das HIPS unterstützen sie die Erforschung neuer Wirkstoffe.
Wissenschaftliche Ansprechpartner und weiterführende Informationen
Link zur Pressemitteilung:
https://www.helmholtz-hzi.de/media-center/newsroom/news-detailseite/biodiversitaet-als-grundlage-fuer-neue-medikamente
Originalpublikation:
Amay Ajaykumar Agrawal et al.: Unveiling the Taxonomic Diversity and Unprecedented Biosynthetic Treasure of the Phylum Myxococcota. Advanced Science (2026).
http://doi.org/10.1002/advs.76919
Projektwebseite Microbelix:
https://www.microbelix.de
