Neue Facette des Immunsystems entdeckt: eine Fundgrube für natürliche Antibiotika

Forschende haben eine bislang unbekannte Seite unseres Immunsystems entdeckt. Sie vermuten darin natürliche Antibiotika, die den Kampf gegen Antibiotikaresistenzen grundlegend voranbringen könnten.

Das Proteasom: Vom Recyclingzentrum zur Waffenfabrik

Im Mittelpunkt steht eine kleine Struktur innerhalb unserer Zellen, die normalerweise alte Proteine abbaut und wiederverwertet: das Proteasom . Neue Untersuchungen zeigen jedoch, dass es nicht nur dem Recycling dient, sondern auch chemische Abwehrstoffe gegen bakterielle Infektionen herstellen kann.

Laut einer am 5. März 2025 in Nature veröffentlichten Studie verändert das Proteasom seine Struktur, wenn es eine bakterielle Infektion der Zelle erkennt, und setzt tödliche Peptide frei. Diese zerstören die äußere Bakterienmembran und töten die Bakterien ab.

Die Hauptautorin Prof. Yifat Merbl vom Weizmann-Institut für Wissenschaften erklärte: „Diese Entdeckung ist wirklich aufregend, weil wir bislang nicht wussten, dass dies geschieht. Wir haben an unserem Immunsystem eine neue Seite entdeckt und erkannt, dass jede Zelle unseres Körpers einen Mechanismus zur Herstellung natürlicher Antibiotika besitzt“.

Abbildung 1: Die Darstellung zeigt, dass das Proteasom unter normalen Bedingungen Proteine recycelt (a – nicht infizierte Zelle) und bei einer Infektion mithilfe des Proteins PSME3 antimikrobielle Peptide erzeugt, die Bakterienmembranen zerstören (b – infizierte Zelle).

Besonders hervorgehoben werden folgende Punkte:

• In einer nicht infizierten Zelle baut das Proteasom lediglich Proteine ab.
• Bei einer Infektion bindet PSME3 an das Proteasom und bewirkt die Herstellung spezieller Abwehrpeptide.
• Diese Peptide sind positiv geladen und zerstören Bakterien durch Schädigung ihrer Membranen.

Starke Wirkung in Labor- und Tierversuchen

Die Forschenden prüften die natürlichen Antibiotika im Labor gegen Bakterien sowie an Mäusen mit Lungenentzündung und Sepsis (Blutvergiftung). Die Ergebnisse zeigten eine ähnliche Wirksamkeit wie bei manchen bestehenden Antibiotika. Wurde die Proteasomfunktion im Labor ausgeschaltet, waren die Zellen außerdem anfälliger für Bakterien.

Die Entdeckung verändert das Verständnis unserer Infektionsabwehr. In den Zellen findet ein bislang unerforschter Prozess statt, der keimbekämpfende Moleküle erzeugt. Dies ist ein wichtiger und überraschender Fortschritt. Ob sich der Mechanismus als Quelle neuer Antibiotika nutzen lässt, muss jedoch weiter untersucht werden.

Ein Hoffnungsschimmer für neue Antibiotika?

Weltweit sterben jährlich etwa eine Million Menschen an Infektionen durch antibiotikaresistente Bakterien. Die Entwicklung neuer Antibiotika ist in den letzten Jahren jedoch weitgehend ins Stocken geraten.

Die Entdeckung eröffnet eine alternative Quelle für neue Antibiotika und könnte eine wahre Fundgrube sein. Während früher Bodenproben nach neuen Antibiotika untersucht wurden, könnte nun eine bereits im Körper vorhandene Quelle gefunden worden sein. Da diese Peptide ohnehin im menschlichen Körper entstehen, werden weniger Sicherheitsprobleme bei der Arzneimittelentwicklung für möglich gehalten.

Fazit: Die verborgene Kraft unseres Immunsystems

Die Studie zeigt, dass das Proteasom nicht nur alte Proteine recycelt, sondern auch ein wichtiger Bestandteil unserer natürlichen Abwehr ist. Gelingt die Entwicklung entsprechender Medikamente, könnte dies einen großen Fortschritt gegen Antibiotikaresistenzen bedeuten.

Fachleute betonen jedoch, dass die Wirkung dieser natürlichen Antibiotika beim Menschen weiter erforscht werden muss und der Weg in die klinische Anwendung Zeit benötigt. Dennoch könnte die Entdeckung dieser bislang unbekannten Immunfunktion neue Wege zur Infektionsbekämpfung eröffnen.