Wie Bakterien Antibiotika rausschmeißen

Antibiotika-Resistenz stellt die moderne Medizin vor immense Probleme. Dass Bakterien dabei verschiedene Mechanismen entwickelt haben, um Antibiotika wirkungslos zu machen, erleichtert die Situation nicht gerade. Einer dieser Mechanismen besteht in einer Art Tunnel mit einer Pumpe. Eindringende Antibiotika-Moleküle werden dort abgefangen und einfach wieder nach draußen befördert. Wie dies im Detail funktioniert, haben Frankfurter Wissenschaftler nun entschlüsselt – der erste Schritt, um diesen Abwehrmechanismus zukünftig ausschalten zu können.

Und so funktioniert es: "Die Pumpen sind wie Mini-Staubsauger oder eher Antibiotika-Sauger", erklärt Doktorand Hi-jea Cha aus der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Klaas Martinus Pos. "Sie sichern das Überleben des Bakteriums, indem sie das Zellinnere von für sie gefährlichen Substanzen frei halten." Dabei verändert so eine Pumpe während dieses "Rausschmisses" ihre Gestalt in mehreren Schritten.

Im ersten Schritt wird das Antibiotikum auf halbem Weg zum Zellinneren abgefangen und in einer Art Tasche festgehalten. "Die Antibiotika-Moleküle werden dann durch einen Tunnel wieder in Richtung Zelläußeres gequetscht wie Nahrung durch die Speiseröhre zum Magen, sodass sie nicht zurückrutschen können", so Professor Pos.

Im zweiten Schritt wird das Antibiotikum in der Pumpe verankert. Dies bewirkt eine Gestaltveränderung der Pumpe, die einen weiteren Tunnel zur Außenseite öffnet und das Antibiotikum endgültig aus der Zelle entlässt. Zwischen den zwei Schritten gibt es eine Schaltstelle, deren genaue Funktion zurzeit aber noch eingehend untersucht wird.

Universität Frankfurt am Main/MP