IspDF aus Helicobacter pylori: Die Mevalonat-unabhängige Terpenbiosynthese als Wirkungsort neuer Medikamente | Prof. Dr. Markus Fischer und Dr. Boris Illarionov

Helicobacter pylori ist ein pathogenes Bakterium, das sich in der Magenschleimhaut des Menschen ansiedeln und dadurch schwere Erkrankungen wie eine chronische Gastritis oder Magenkarzinome auslösen kann. Ungefähr 50% der Weltbevölkerung sind mit H. pylori infiziert. Eine effektive Vorbeugungsmaßnahme gegen von H. pylori verursachten Krankheiten ist s.g. Eradikationstherapie bei der das Bakterium unter Einsatz unterschiedlicher Antibiotika ausgerottet wird. Die Anzahl von antibiotikaresistenten H. pylori-Isolaten steigt aber jedes Jahr weltweit, weswegen Weltgesundheitsorganisation es 2017 als High-Priority-Target für Entwicklung neuer Antibiotika eingestuft hat. Der Methylerythritolphosphat (MEP)-Biosyntheseweg, der in H. pylori die einzige Quelle für universelle Terpenbausteine wie IPP und DMAPP ist, im menschlichen Organismus aber nicht vorkommt, bietet sich ideal als Wirkungsort für Entwicklung neuer Medikamente gegen dieses Bakterium.

Im von Hans-Fischer-Gesellschaft finanzierten Projekt wurde als Target für potenzielle Antibiotika das bifunktionelle Enzym IspDF ausgesucht, das in H. pylori zwei Reaktionen aus dem MEP-Biosyntheseweg katalysiert. In diesem Projekt wurden in den Jahren 2015-2017 knapp 300 Inhibitoren, die dieses Enzym hemmen, identifiziert und charakterisiert. Im Jahr 2018 wurden davon 106 stärkste Inhibitoren im H. pylori-Wachstumsassay getestet. Das geschah mit freundlicher Unterstützung der Kollegen aus der Arbeitsgruppe Hr. Prof. Dr. R. Haas (Max von Pettenkofer-Institut, Ludwig-Maximilians-Universität München). Für 13 Substanzen die das Wachstum von H. pylori am stärksten gehemmt hatten, wurden im Wachstumsassay IC50-Werte ermittelt. Der stärkste H. pylori-Inhibitor hatte einen IC50-Wert von 3.3 µM. Für 8 Substanzen lag der IC50-Wert jeweils unter 20 µM. Diese Verbindungen wurden weiterhin auf Zelltoxizität überprüft. Für einen H. pylori-Inhibitor (eine Isothiazolylsulfonyl-Verbindung) mit dem IC50-Wert von 7.2 µM lag Zelltoxizitätswert unter der Nachweisgrenze.