Phagen lassen sich gezielt programmieren

Künstlerische Darstellung der Phagenproduktion.

Illustration: Jonas Fernbach

Forscher der ETH Zürich (ETHZ) können Bakteriophagen (kurz: Phagen) so programmieren, dass sie nebst ihrem üblichen Wirt auch andere Mikroorganismen erkennen und abtöten. Dies ebnet den Experten nach den Weg für den therapeutischen Einsatz standardisierter Phagen. Phagen sind Viren, die Bakterien befallen, wobei sie höchst wirtsspezifisch sind, also nur einzelne Bakterienarten oder sogar Unterarten präzise erkennen und effizient abtöten - ohne Kollateralschäden in der übrigen Bakterienflora anzurichten, wie dies Antibiotika oft tun.

Gezielte Attacken realisiert

Die Wissenschaftler haben bestimmte Phagen genetisch so umprogrammiert, dass deren Nachkommen auch andere Wirte als ihren üblichen erkennen und attackieren können. Phagen binden ihre Wirte mittels sogenannter Rezeptorbindeproteine, welche das Zielbakterium nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip erkennen. "Mithilfe der Röntgenkristallographie haben wir die erste atomare Struktur des Rezeptorbindeproteins eines Listeriaphagen gelöst", sagt Erstautor Matthew Dunne.

Laut den in "Cell Reports" veröffentlichten Ergebnissen haben die Forscher anhand dieser Information neue Rezeptorbindeproteine mit unterschiedlicher Wirtsspezifität entworfen, welche sich nach dem Lego-Prinzip aus verschiedenen Proteinbestandteilen zusammenbauen lassen. Listeriaphagen wurden letztlich genetisch so modifiziert, dass sie solche Designer-Rezeptorbindeproteine kodieren und daher neue Stämme des Zielbakteriums erkennen, infizieren und töten. Obwohl diese verschiedenen Designer-Phagen neue Wirte attackieren, teilen sie ein und dasselbe strukturelle "Gerüst", schreiben die Schweizer ETHZ-Forscher.

Breiten Wirtsbereich abdecken

"Einen breiten Wirtsbereich können wir abdecken, wenn wir mehrere synthetisch erzeugte Phagen in einem einzigen Cocktail verabreichen würden", erklärt ETHZ-Experte Samuel Kilcher. Der Unterschied zum Wildtyp-Phagen-Cocktail sei, dass die synthetischen viel gezielter entwickelt, hergestellt und angepasst werden könnten. Künstliche Phagen in Reinkultur zu züchten, sei weder teuer noch aufwendig. "Wir können sie für fast jeden Einsatzzweck entsprechend programmieren", meint Kilcher. Bis eine Therapie mit genetisch modifizierten Phagen in die Klinik kommt, seien aber noch viele Hürden zu nehmen.

Quelle: www.pressetext.com/Florian Fügemann