Enterobaktieren-Infektion: MKA statt Antibiotika?

18. August 2015
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Das für Enterobakterien charakteristische Oligosaccharid Enterobacterial Common Antigen (ECA) wurde chemisch synthetisiert. Mit seiner Hilfe wurde ein monoklonaler Antikörper hergestellt. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu einer Immuntherapie von enterobakteriellen Entzündungen.

Monoklonale Antikörper (MKA) gehören zu den wesentlichen diagnostischen Werkzeugen in der Biomedizin. Insbesondere in der Krebs-Immuntherapie haben sie auch therapeutische Anwendung gefunden. Zunehmend werden sie auch für die Infektionsbekämpfung ins Spiel gebracht. Zu den Antibiotikaresistenzen bildenden Enterobakterien gehören so prominente Mitglieder wie Escherichia coli, Salmonella oder Klebsiella. Weil alle dieser gramnegativen Pathogene ein bestimmtes Oligosaccharid, das Enterobacterial Common Antigen (ECA), exprimieren, wählten Geert-Jan Boons von der Universität von Georgia und seine Gruppe dieses Antigen als Zielmolekül für die Herstellung von monoklonalen Antikörpern aus. Auf dieser Grundlage ließen sich dann Impfstoffe oder andere Immuntherapien gegen Enterobakterien entwickeln.

ECA-Synthese äußerst schwierig

Die Autoren erklären: „Obwohl man ECA auch aus natürlichen Quellen isolieren kann, ist die chemische Synthese attraktiver. Man kann dann das Molekül zum Beispiel mit reaktiven Linkern versehen, um es an Trägerproteine anzuheften.“

Bevor man das ECA jedoch manipulieren kann, muss es synthetisiert werden. Und diese Aufgabe gestaltete sich als äußerst schwierig. Die Kohlenhydrat-Experten waren mit ungewöhnlich funktionalisierten Monosacchariden und einer schwierigen Konformation der glycosidischen Moleküle gegeneinander konfrontiert. Zudem reagierte das zentrale Zuckermolekül lieber mit sich selbst, als Bindungen zu Nachbarzuckern einzugehen, schreiben die Autoren weiter.

Monoklonaler Antikörper aus Dreifachzucker

Letztlich erhielten die Forscher aber zwei synthetische ECA-Sechsfachzucker und zwei ECA-Dreifachzucker, die sie mit Rinderserumalbumin als Trägerprotein verknüpften. Natürliche Antiseren reagierten auf das synthetische ECA, und Boons und ihrem Kollegen Qun Wang gelang es, aus dem immunogenen Dreifachzucker einen spezifischen monoklonalen Antikörper abzuleiteten.

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Der chemisch synthetisierte monoklonale Antikörper ECA soll antibiotikaresistente Keime bekämpfen. © Wiley-VCH

 

Boons’ und Wangs Arbeiten könnten somit den Auftakt für neue immuntherapeutische Ansätze spezifisch gegen Enterobakterien darstellen, die wegen der vermehrten Antibiotikaresistenzen nicht mehr behandelbare Infektionen verursachen. Boons’ und Wangs gezielte Synthese des Antigens ermöglicht die umfassende Entwicklung neuer monoklonaler Antikörper.

Originalpublikation:

Synthetic Enterobacterial Common Antigen (ECA) for the Development of a Universal Immunotherapy for Drug-Resistant Enterobacteriaceae
Geert-Jan Boons et al.; Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.201505420; 2o15

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