So genannte Weichmacher in Kunststoffen können Einfluss auf den Fett- und Glukosestoffwechsel von Organismen nehmen. Dies stellten die beiden Nachwuchswissenschaftlerinnen Juliane-Susanne Schmidt (Dipl.-Trophologin) und Kristina Hart (Diplombiologin) im Rahmen ihrer Promotion in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Dr. Bernd Fischer am halleschen Institut für Anatomie und Zellbiologie in Versuchen mit Mäusen fest. Für ihre Erkenntnisse wurden sie von der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) mit einem Posterpreis während der gerade stattgefundenen Jahrestagung der Gesellschaft in Leipzig geehrt.

Ihre Doktorarbeiten, die im Rahmen eines von der EU in Brüssel geförderten Forschungsverbundes mit Teilnehmern aus zehn europäischen Ländern und den USA gewonnen wurden, beschäftigen sich mit dem Einfluss hormonähnlicher Nahrungsmittelkontaminanten (endokrine Disruptoren) wie Phthalate und polychlorierte Biphenyle (PCB) auf die weibliche Fortpflanzung und den Fett- und Glukosestoffwechsel bei Müttern und deren Nachkommen. Phthalate und PCB sind industrieller Herkunft. PCB sind eine so genannte Altlast, da sie nicht mehr hergestellt werden, aber noch in großen Mengen in der Umwelt vorkommen und über Nahrung oder Trinkwasser aufgenommen werden. Phthalate sind Weichmacher in fast allen Kunststoffprodukten (vom Duschvorhang über Kosmetika und Teppichböden bis zum Kinderspielzeug). Sie sind allgegenwärtige Schadstoffe, da sie bei fast jedem Menschen im Körper nachweisbar sind.

Welche Gesundheitsgefahren von ihnen ausgehen, ist noch nicht bekannt. Im Rahmen ihrer Untersuchungen konnten die beiden Nachwuchswissenschaftlerinnen Störungen im Fett- und Glukosestoffwechsel feststellen und eindrucksvoll an der signifikanten Zunahme des Bauchfettes bei Mäusen zeigen. »Besonders beunruhigend an den Ergebnissen ist, dass diese Fettzunahme auch bei den nicht behandelten Nachkommen, also in der nächsten Generation, auftrat«, sagt Professor Fischer. Die Befunde aus Halle sind umweltmedizinisch und umwelttoxikologisch so relevant, dass sie der DGE einen Preis wert waren.

In Krankenhäusern und Pflegeheimen vermehren sich resistente Keime, denn viele bekannte Antibiotika sind bereits wirkungslos geworden. Diesem Problem setzt nun Thomas Magauer vom Institut für Organische Chemie der Universität Wien eine fundamentale Neuentwicklung entgegen. Er hat im Rahmen seiner Dissertation die Totalsynthese des Streptomyces-Stoffwechselprodukts Kendomycin durchgeführt und damit die Leitstruktur für ein neuartiges Antibiotikum hergestellt, das widerspenstige Keime das Fürchten lehren könnte. Die Arbeit wurde in dem Fachjournal »Angewandte Chemie« veröffentlicht und mit dem Prädikat »very or highly important paper« ausgezeichnet.

Ausgangspunkt ist ein Naturstoff – der Metabolit Kendomycin, den die Chemiker Thomas Magauer und Harry Martin unter der Leitung von Johann Mulzer, Professor für Organische Chemie der Universität Wien, in naturidentischer Form nachgebaut haben.

Die Wirkung dieses Stoffes hat großes Potenzial, so Thomas Magauer: »Bei verschiedenen Tests hat sich herausgestellt, dass die Verbindung nicht nur antibiotisch, sondern auch entzündungshemmend wirkt und Anti-Tumoreigenschaften aufweist. Außerdem könnte sie gegen Osteoporose, also Knochenschwund, eingesetzt werden.«

Die Natur zum Vorbild – so wie bei Aspirin oder der Antibabypille

Johann Mulzer verweist stolz auf Thomas Magauer, der die Totalsynthese – Vorarbeiten dazu wurden bereits im Rahmen eines FWF-Projekts gemacht – praktisch im Alleingang zu Ende geführt hat. »Der spannendste Moment war der vor der Endstufe«, erklärt Magauer, »denn wenn der letzte Schritt fehlgeschlagen wäre, hätten wir wieder bei Null beginnen müssen.« Schlussendlich haben der spektroskopische Nachweis und der biologische Datenvergleich ergeben, dass die Verbindung passt: »Dieser Erfolg sowie das Wissen, dass diese Verbindung zu einem – in der Medizin verwendbaren – Wirkstoff modifiziert werden kann, motiviert mich für die weitere Arbeit«, betont der Doktorand. Auch bei wohlbekannten Arzneistoffen wie Aspirin oder der Antibabypille handelt es sich um Verbindungen, die aus der Natur abgeleitet wurden.

Die neue Verbindung wirkt auch gegen MRSA – Methicillinresistenten Staphylococcus aureus, einem besonders bösartigen Keim, der vermehrt in Krankenhäusern und Pflegeheimen auftritt. »In den Biofilmen, die sich z.B. auf Kathetern bilden, befinden sich eine Menge Bakterien, die bereits so viele Antibiotika gesehen haben, dass ihnen keines mehr gefährlich werden kann«, so der Chemiker Johann Mulzer. Deshalb müssen ständig neue Verbindungen entwickelt werden. Und genau darin liegt der Vorteil der neuen Verbindung: »Da es sich hierbei um eine Leitstruktur handelt, ist sie sehr variierbar. Ähnlich wie bei Penicillin können aus ihr Hunderte neue Verbindungen (sog. Bibliotheken) abgeleitet werden«, erklärt Thomas Magauer das Potenzial, das in der von ihm entwickelten Verbindung steckt.

Zudem kann der Stoff durch gezielte strukturelle Modifikation jeweils so optimiert werden, dass er als Antibiotikum, als Antikrebsmittel, als Mittel gegen Osteoporose oder gegen Entzündungen verwendet werden kann. »Aus einer Wirkung können also vier gemacht werden, was aber natürlich sehr aufwendig ist. Dafür sind die entsprechenden Ressourcen nötig, weshalb es nun Aufgabe von pharmazeutischen Unternehmen wäre, die Verbindung weiterzuentwickeln«, erklärt Johann Mulzer.

Publikation im Fachjournal »Angewandte Chemie»:
»Total Synthesis of the Antibiotic Kendomycin by Macrocyclization using Photo-Fries Rearrangement and Ring-Closing Metathesis« mit der Auszeichnung »very or highly important paper« von Thomas Magauer, Harry Martin und Johann Mulzer.

Kontakt
O. Univ.-Prof. Dr. Johann Mulzer
T +43-1-4277-521 90
johann.mulzer@univie.ac.at

Mag. Thomas Magauer
T +43-1-4277-521 73
thomas.magauer@univie.ac.at

Institut für Organische Chemie
Universität Wien
1090 Wien, Währinger Straße 38

Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
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