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Antibiotika Apokalypse – Ein alarmierendes Problem
Der Anfang einer Antibiotika Apokalypse
The time may come when penicillin can be bought by anyone in the shops. Then there is the danger that the ignorant man may easily underdose himself and by exposing his microbes to non-lethal quantities of the drug make them resistant.
~Sir Alexander Fleming, 1945
Source: [DSGĐ] Alexander Fleming và Dịch chiết thần kì từ nấm (Youtube.com)
Was kommt als Nächstes?
Es ist nicht nur interessant, sondern auch wichtig sich über die Abwehr des menschlichen Körpers gegenüber einer bakteriellen Infektion zu informieren. Eine Vielzahl an Wissenschaftler arbeitet an diesem Problem, um eine hochentwickelte medizinische Versorgung zu gewährleisten. Das Gesundheitswesen kann grob in drei Kategorien eingeteilt werden – Prävention, Diagnostik und Heilung. Der Fokus der Forschung liegt hauptsächlich in der Prävention und Heilung, was man am Beispiel der Impfstoffentwicklung und der Medikamentenforschung sehen kann. Die Entwicklung von geeigneten diagnostischen Verfahren ist ebenso wichtig wie die eines Heilmittels. Eine präzise Diagnostik kann helfen, ein spezifisches Medikament zu finden. Es ist ein Glücksfall für die Gesellschaft das Wissenschaftler aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen zusammen kommen, um die vorhandenen diagnostischen Methoden zu verbessern, indem sie Physik, Chemie und Biologie vereinen.
Hier kommt ViBrANT ins Spiel
ViBrANT (Viral and Bacterial Adhesion Network Training) bringt Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen zusammen, deren Ziel es ist, Grundlagenforschung in bessere und kosteffektive medizinische Versorgung umzuwandeln, besonders im Kampf gegen Infektionskrankheiten. Der Angriffspunkt ist in diesem Fall der erste Schritt einer bakteriellen Infektion: die Adhärenz an die Epithelmembran des Wirts. Bakterielle Adhäsion ist verantwortlich für die Kolonisierung im Wirt und gibt den Bakterien ein Verteidigungsschild gegen das Immunsystem des Wirts. Unser Ziel ist die Faktoren zu entschlüsseln, welche für die Adhäsion des Pathogens verantwortlich sind und diese Eigenschaften auszunutzen, um bessere diagnostische Werkzeuge zu entwickeln.
Meine Forschung
Als Wissenschaftler möchte ich herausfinden wie Haemophilus influenzae Typ B den menschlichen Körper befällt und eine Infektion hervorruft. Mein Ziel ist hier das Haemophilus Oberflächenfibril (Hsf), ein trimerer Autotransporter Adhesin (TAA) in H. influenzae. Hsf ist verantwortlich für den Befall des menschlichen Körpers mit H. influenzae und beschützt zusätzlich das Pathogen vor dem menschlichen Immunsystem. Trotz das Impfmöglichkeiten zur Verfügung stehen gibt es jedes Jahr eine gewisse Anzahl an H. influenzae Infektionen.
Abbildung: Schematische Abbildung des Vorgangs der Erstellung eines Proteinmodells via Röntgenkristallographie.
Mein Ansatz besteht daraus die Struktur des Proteins auf atomarer Ebene mit Hilfe von Röntgenkristallographie oder Kryoelektonenmikroskopie zu entschlüsseln. Die atomare Struktur von Hsf kann für die Entwicklung von schnellen und präzisen diagnostischen Methoden genutzt werden und zur Entwicklung von verbesserten Medikamenten gegen eine H. influenzae Infektion genutzt werden.
Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung der Interaktionspartner von Hsf im menschlichen Körper mithilfe von Rasterkraftmikroskopie, welche es ermöglicht Hsf in Verbindung mit ihren vermuteten Partnern in einem Komplex zu untersuchen.
Abbildung: Cartoondarstellung eines AFM Experiments mit Hsf und dessen Interaktionspartner.
Die Untersuchung der Hsf Oberfläche kann uns Auskunft über die Bindestelle der Partnerproteine geben. Diese Ergebnisse sind nützlich, um uns Auskunft über die Bindestellen von Hsf zu geben, welche für die bakterielle Adhäsion im Körper wichtig sind. Dies könnte uns helfen das Mysterium der Kolonisierung von H. influenzae im menschlichen Körper zu lösen.