In unserer täglichen Ernährung verbirgt sich vielleicht eine Lösung gegen Antibiotikaresistenz. Forscher haben entdeckt, dass eine natürliche Substanz, die als Lebensmittelzusatzstoff verwendet wird, die Art und Weise stört, wie Bakterien ihre Resistenzgene austauschen.
Die Antibiotikaresistenz stellt eine wachsende globale Bedrohung dar. Die Weltgesundheitsorganisation warnt davor, dass alltägliche Infektionen immer schwieriger zu behandeln sind, da Bakterien Abwehrmechanismen gegen die am häufigsten verwendeten Medikamente entwickeln. Allein in den USA verursachen diese Infektionen mehr als 2,8 Millionen Erkrankungen und 35.000 Todesfälle pro Jahr. Diese schnelle Ausbreitung ist nicht nur auf Mutationen zurückzuführen, sondern auch auf die Fähigkeit von Bakterien, genetisches Material direkt auszutauschen.
Bakterien – Illustrationsbild Unsplash Um diesem Phänomen entgegenzuwirken, hat sich das Team mit Zimtsäure beschäftigt. Diese Verbindung ist natürlicher Bestandteil der menschlichen Nahrung und wird von vielen Pflanzen als Abwehrmolekül produziert, insbesondere von Zimt. Die Tests wurden im Labor, in simulierten Darmumgebungen und an lebenden Tieren durchgeführt.
Anstatt die Bakterien direkt abzutöten, wirkt Zimtsäure, indem sie deren Fähigkeit beeinträchtigt, genetische Informationen auszutauschen. Die Ergebnisse zeigen, dass sie die Übertragungsrate dosisabhängig reduziert. Bei Mäusen senkten orale Dosen diese Übertragungen ebenfalls in vivo.
Die eingehende Analyse enthüllte den zugrundeliegenden Mechanismus. Zimtsäure stört den Tricarbonsäurezyklus. Sie unterdrückt auch Gene, die an der Bildung von Paarungspaaren, dem DNA-Transfer und der Replikation beteiligt sind.
Sicherheitstests an Mäusen zeigten nach Verabreichung der Verbindung keine nennenswerten toxischen Wirkungen. Das Körpergewicht blieb stabil und die Struktur der wichtigsten Organe wurde nicht verändert. Auch die Zusammensetzung und Vielfalt der Darmmikrobiota blieben unverändert, was das gute Sicherheitsprofil von Zimtsäure für den in-vivo-Einsatz unterstreicht.
Diese Arbeiten identifizieren Zimtsäure als einen Breitbandhemmstoff, der wirkt, indem er den Energiestoffwechsel der Bakterien stört. Da sie bereits weit verbreitet konsumiert und als sicher eingestuft wird, könnte sie eine Ergänzung zu den derzeitigen Strategien darstellen, die darauf abzielen, die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen zu verlangsamen.
Diese Ergebnisse ermutigen auch zur Erforschung anderer natürlicher Verbindungen, die auf den Stoffwechsel abzielen, um den Gentransfer in den Bereichen Medizin, Landwirtschaft und Umwelt zu kontrollieren.
Quelle: Engineering