Fast alle Organismen sind für ihr Überleben auf Eisen angewiesen, dies gilt auch für Schimmelpilze. Für Menschen mit schwachem Immunsystem sind solche Pilze oft eine tödliche Gefahr. Innsbrucker Forschern ist es nun gelungen den Eisenhaushalt des Schimmelpilzes Aspergillus fumigatus genetisch so zu blockieren, dass er für den Menschen völlig ungefährlich ist. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Medikamentenentwicklung gegen Pilzinfektionen.
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Den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus findet man häufig im Kompost, in Biotonnen, Blumenerde und auf feuchten Wänden. Zur Gefahr wird er vor allem für abwehrgeschwächte Menschen, wo er Organe wie Lunge, Magen, Darm und das Nervensystem befällt. Vor allem für Patienten mit gestörtem Immunsystem aufgrund einer Chemotherapie, HIV-Infektion oder Organtransplantation ist eine Ansteckung lebensbedrohend, weist die Schimmelpilzinfektion
(Aspergillose) doch wegen unzulänglicher Diagnostik- und Therapiemöglichkeiten eine Sterblichkeitsrate von 80 Prozent auf. Während Bakterien mit Antibiotika relativ effizient bekämpft werden können, gibt es gegen die Schimmelpilze noch kaum wirksame Medikamente.
Peptide regeln EIsenaufnahme
Der Forschungsgruppe um Hubertus Haas und Markus Schrettl vom Institut für Molekularbiologie der Medizinischen Universität Innsbruck ist es nun erstmals gelungen den Eisenhaushalt des Schimmelpilzes genetisch zu blockieren. In einem gerade erschienenen Beitrag in der renommierten Fachzeitschrift Journal of Experimental Medicine konnten sie nachweisen, dass das Siderophorsystem essentiell für die Virulenz von Aspergillus fumigatus ist. Die so genannten Siderophoren nutzt der Schimmelpilz für die Aufnahme des lebenswichtigen Eisens. Diese niedermolekularen Peptide binden das Eisen und werden einerseits zur Aufnahme von Eisen aus den Zellen ausgeschleust und andererseits intrazellulär zur Eisenspeicherung verwendet.
Erfolg im Tiermodell
Wird dieses Siderophorsystem gezielt gestört, verliert der Pilz seine notwendige Eisenzufuhr und stirbt ab. Dies konnte im Tiermodell erfolgreich nachgewiesen werden. Das Verständnis dieses Mechanismus bietet deshalb sehr viel versprechende Perspektiven für die Entwicklung neuer Therapien gegen Pilzinfektionen. Der besondere Vorteil dabei ist, dass Menschen über kein vergleichbares System verfügen und potentielle Hemmstoffe daher wenige Nebenwirkungen erwarten lassen.
„Die detaillierte Kenntnis des Siderophor-Stoffwechsels ermöglicht die Untersuchung des Systems als möglichen Angriffspunkt für die Bekämpfung der Aspergillose und anderer Pilzinfektionen“, erläutert Hubertus Haas die Bedeutung dieses Durchbruchs. „Wir konnten inzwischen mindestens 30 Gene identifizieren, deren Genprodukte in dieses System involviert sind. Momentan führen wir eine Microarray-Genexpressionsanalyse durch, die noch weitere Faktoren zutage fördern soll“, so Haas weiter.
Die Innsbrucker Arbeitsgruppe forscht seit 1998 mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds (FWF) und der Österreichischen Nationalbank (ÖNB) am Eisenhaushalt der Schimmelpilze. Wie die neuen Ansätze für antifungale Therapien zeigen, hat diese grundlegende molekularbiologische Identifizierung und Charakterisierung des Siderophorsystems auch großes Anwendungspotential. Ein neues Screeningverfahren nach antifungalen Substanzen wurde gerade als Patent angemeldet und vor kurzem vom Gründerzentrum CAST mit dem Life Science Business Award ausgezeichnet.
(Universität Innsbruck, 26.10.2004 – NPO)
