Lassen sich Bakterien besiegen?
Forscher der Uni wollen mit synthetischen Polymeren Krankheitserreger ausschalten. Hilfreich ist dabei ein spezielles Mikroskop.
Polymere sind überall: In der Natur gelten sie als Grundbausteine der Organismen, sie bilden das menschliche Haar, ebenso wie den Panzer eines Hummers. Synthetisch hergestellte Polymere, also Kunststoffe, finden sich in Teflonpfannen ebenso wie in künstlichen Hüftgelenken. Gerade die Medizin setzt auf das Potenzial dieser Bausteine enorme Hoffnungen. An Lösungen arbeiten Forscher weltweit. An der Düsseldorfer Uni leitet Stephan Schmidt, Junior-Professor für Makromolekulare Chemie, eine Arbeitsgruppe, die sich mit der Frage beschäftigt: Wie lassen sich Krank- heitserreger mithilfe von Polymeren ausschalten?
Bakterien lösen Krankheiten wie Lungenentzündung, Magen-Darminfektion und Blasenentzündung aus. „Unser Plan ist es, Bakterien mit Polymeren zu ummanteln, damit sie nicht mehr an Zellen andocken können und somit unschädlich werden“, so Stephan Schmidt. Dahinter steckt ein kompliziertes Verfahren, wozu die Wissenschaftler Techniken entwickelten, um auf molekularer Ebene zu verstehen, wie diese Umhüllung am besten funktionieren könnte. Dabei verwenden sie neuartige Polymere, die in den Laboren des Instituts für Makromolekulare Chemie entwickelt wurden. Im Laborversuch gelingt das Verfahren, das Bakterien ausschalten soll, bereits, „aber wir sehen noch viele Barrieren“.
Ein wesentliches Hilfsmittel bei dieser täglichen Arbeit ist ein leistungsstarkes Mikroskop, das mit extrem feinen Nadeln über den Tastsinn funktioniert und in der Lage ist, einzelne Moleküle zu untersuchen. Heißt: Moleküle an den Nadeln tasten die Oberfläche von Bakterien ab und das Mikroskop misst, wie stark die Bindung zwischen beiden ist. Soeben konnten die Wissenschaftler ein Zusatzgerät bestellen, das von der Anton-Betz-Stiftung der Rheinischen Post mit rund 20.000 Euro finanziert wurde. Dadurch werden die Nadeln nicht mehr per Hand bewegt, sondern durch eine automatische Steuerung, „das ist deutlich präziser und wesentlich schneller.“
Dieses Mikroskop wird von verschiedenen Forscher-Teams genutzt, unter anderem auch von dem Bio-Physiker Alexej Kedrov und seiner Arbeitsgruppe, die sich mit der Funktion von Membranproteinen beschäftigt. Vereinfacht gesagt: Jede Zelle des menschlichen Körpers ist umhüllt von einer dünnen Trennschicht. Allerdings ist jede Membran unterschiedlich. „Membranproteine sind allgegenwärtig, sie steuern wichtige Prozesse wie die Energieproduktion in Zellen.“Und sie sind wichtig, wenn es um die Wirkung von Medikamenten geht, denn etwa 50 Prozent aller Wirkstoffe würden an diesen Proteinen der Zellen andocken. Deren Funktion zu verstehen, würde möglicherweise bedeuten, die Wirkung von Medikamenten zu verbessern.