Der Karies-Terminator

1. Dezember 2006
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Zahnbürsten, Zahnseide, Mundhygiene - alles Schnee von gestern. US-Wissenschaftler melden jetzt erste Erfolge mit einer Lenkrakete gegen Kariesbakterien. Sind die Tage von Karius und Baktus damit endgültig gezählt?

Mehr als ein halbes Jahrhundert nach Beginn der beispiellos erfolgreichen Verbreitung von Antibiotika in der Medizin rücken wir dem Kariesbakterium Streptokokkus mutans beziehungsweise seinem bevorzugten, kohlenhydratreichen Biotop, noch immer zweimal täglich mit Bürste und Zahnpasta zuleibe. Warum eigentlich? Allem Fortschritt zum Trotz hat der Tiefbauspezialist unter den Bakterien im schützenden Biofilm des Mundes seine ökologische Nische bis heute verteidigt, nachhaltig unterstützt von den Eß- und Trinkgewohnheiten der Menschheit im 20. und 21. Jahrhundert.

Gesucht: Kampfkunst statt Massenvernichtungswaffen

An Versuchen, Streptokokkus mutans den Garaus zu machen, hat es nicht gefehlt: “Nehmen Sie die Impfung als Beispiel”, sagt Dr. Wenyuan Shi von der Zahnmedizinischen Fakultät der Universität Kalifornien in Los Angeles. “Wir können im Blut Antikörper gegen Streptokokkus mutans erzeugen. Aber im Mund, wo das Bakterium lebt, ist es eine große Herausforderung, eine starke Immunantwort zu erzeugen”. Therapeutisch lässt sich gegen Streptokokkus mutans natürlich auch mit lokal applizierten Antibiotika vorgehen. Das funktioniert zwar, doch hat diese Strategie einen großen Nachteil: Sie schlachtet wahllos alles ab, was im Munde sonst noch so kreucht und fleucht. “Wir kennen mindestens 700 Bakterienarten, die den Mund des Menschen bewohnen”, so Shi, “unsere bisherigen Therapien machen einfach alles platt”. Das kann deswegen ein Problem sein, weil auch radikal terminierte Bakterien im Mund früher oder später nachwachsen. Und wenn der physiologische Biofilm wegfällt, könnte es durchaus passieren, dass sich nach einem Kahlschlag zunächst jene Bakterien wieder ausbreiten, die am wenigsten erwünscht sind. Was also tun? Shi und seine Kollegen haben sich von den unselektiven Antibiotika abgewandt. Stattdessen machten sie sich auf die Suche nach sehr viel gezielteren Strategien, mit denen Streptokokkus mutans möglichst selektiv angegriffen werden kann. Gesucht war gewissermaßen die Lenkrakete unter den antibakteriellen Strategien. Fündig wurden die Wissenschaftler bei einer Substanzklasse, die antimikrobielle Peptide genannt wird. Es handelt sich dabei um sehr kurze Eiweißketten, die nur zehn bis zwanzig Aminosäuren lang sind. Zwar sind auch diese toxischen Peptide nicht per se spezifisch gegen Streptokokkus mutans. Sie können aber mit gentechnischen Methoden spezifisch gemacht werden.

Briefmarke gegen Speichelsuppe

Technischer Schlüssel dazu war die vergleichende Genomik. Mit Hilfe von Computern und DNA -Datenbanken durchforsteten die vom National Institute of Dental and Craniofacial Research geförderten Wissenschaftler um Gruppenleiter Dr. Randal Eckert solange das Erbgut von im Mund ansässigen Bakterien, bis sie eine Sequenz gefunden hatten, die nur bei Streptokokkus mutans vorkommt. Dieses nur acht Aminosäuren lange “competence stimulating peptide” (CSP) wurde dann mit einem 16 Aminosäuren langen, toxischen Peptid verknüpft. Das ganze Konstrukt nennt sich ein STAMP. Das steht nicht für Briefmarke sondern für “specifically targeted antimicrobial peptide”. Dank des spezifischen CSP entfaltet dieses Peptid seine destruierende Wirkung bei lokaler Anwendung im Mund nur oder weit überwiegend bei Streptokokkus mutans-Bakterien: “Wir haben Speichelproben von fünf Menschen zusammengebracht und daraus im Labor einen oralen Biofilm mit mehreren hundert Bakterienarten erzeugt”, so Eckert über die Nagelprobe, “wir haben dann unser STAMP dazu gegeben, das innerhalb von dreißig Sekunden alle Streptokokkus mutans-Bakterien in der Mixtur eliminierte, während alle anderen Bakterien da blieben”.

Gegen Mundgeruch hilft nur ein Flächenbombardement

Die Wissenschaftler, die über ihre Arbeit in der Zeitschrift Antimicrobial Agents and Chemotherapy berichten, dehnen ihre Laborforschungen jetzt aus und beginnen die ersten klinischen Studien. Außer um Wirksamkeit und Verträglichkeit geht es dort auch um die Frage der besten Applikationsform. Im Gespräch sind unter anderem mit dem Peptid angereicherte Mundwässer oder Zahnpasten, die im Apothekenregal künftig neben Colgate, Odol und Co Platz nehmen könnten. Auch die Frage der Resistenzen bei regelmäßiger Anwendung muss noch genauer unter die Lupe genommen werden. Im Vergleich mit Antibiotika gelten die antimikrobiellen Peptide allerdings als vergleichsweise resistent gegen Resistenzentwicklung, sodass hier Grund für Optimismus besteht. Ältere Semester werden es zu schätzen wissen, dass es die kalifornischen Zahnmediziner nicht bei einer Lenkrakete gegen Streptokokkus mutans bewenden lassen wollen. Andere pathophysiologisch relevante Mundbewohner sollen jetzt auch angegangen werden, namentlich jene, die für die lästige Parodontose verantwortlich sind. Zum Schlager könnten sich auch die angedachten “STAMPs” gegen Mundgeruch entwickeln. Der allerdings wird nicht nur durch ein einziges Bakterium verursacht, sondern durch mehrere verschiedene. Ob sich die Strategie mit den antimikrobiellen Peptiden auch für das dann nötige Flächenbombardement eignet, muss erst noch untersucht werden.

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Zahnmedizin

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