Am 1. November 2016 startete das Projekt „Osmoprotektive ionische Flüssigkeiten“ mit einem „kick-off“ Meeting der beteiligten Forschungspartner: der Universität Würzburg, der L+S AG in Bad Bocklet und der Gen-Plus in München. Im Zuge dieses Projektes, das von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert wird, forschen die Projektpartner an „Ionic Liquids“ als neue Strategie im Kampf gegen Biofilm-bedingte Antibiotikaresistenzen.
Im Laufe der letzten Jahrzehnte verzeichnete die Medizin einen dramatischen Anstieg der
Antibiotikaresistenzen, welcher auf einen übermäßigen Einsatz von Antibiotika und eine
unzureichenden Behandlung bakterieller Infektionen zurückzuführen ist. Im Hinblick auf
Resistenzmechanismen sind neben Mutationen im bakteriellen Genom vor allem Biofilme dafür
verantwortlich, dass die Erreger trotz Antibiotikagabe nicht vollständig beseitigt werden können.
Bei Biofilmen handelt es sich um Aggregate von Mikroorganismen, in die Zellen in einer selbst
produzierten Matrix von Exopolysacchariden (EPS) eingebettet sind. Dabei haften die Zellen sowohl aneinander als auch an verschiedenen Oberflächen. Derartige Biofilme findet man beispielsweise auf Implantaten oder chronischen Wunden, wo sie zu anhaltenden Infektionen und einer schlechten Wundheilung führen.
Biofilme stellen zudem eine physikalische Barriere dar, die bei einer Antibiotikatherapie die
Permeation der Arzneistoffe in den Biofilm maßgeblich beeinträchtigt. Außerdem besitzen Bakterien in Biofilmen eine geringere metabolische Aktivität und sprechen dadurch schlechter auf Antibiotika an als planktonisch wachsende Bakterien.
Es ist also dringend notwendig neue Konzepte zu entwickeln, um das Hindernis „Biofilm“ zu
überwinden und eine effektive Antibiotikatherapie zu gewährleisten.
Im Fokus des aktuellen Projektes steht dabei eine neuartige Strategie namens „Ionic Liquids“. Bei
Ionic Liquids handelt es sich um Salze mit einem Schmelzpunkt unter 100 °C. Durch die Herstellung dieser können die Löslichkeit, die Auflösungsrate und die Stabilität verbessert werden, was wiederum für den Therapieeffekt entscheidend sein kann.
Im Rahmen dieses Projektes werden Wissenschaftler an der Universität Würzburg nach Gegenionen suchen, die sich für die Synthese von antibiotischen Ionic Liquids eignen. In Kooperation mit der L+S AG werden die resultierenden Salze hinsichtlich ihrer physikochemischen Eigenschaften, der antimikrobiellen Aktivität und der Pharmakokinetik untersucht. Ziel ist, durch die Herstellung von Ionic Liquids die Wasserlöslichkeit zu erhöhen und die minimale Hemmkonzentration zu verringern.
Da die amorphen Ionic Liquids im Hinblick auf pharmazeutische Formulierungen eine große
Herausforderung darstellen, werden sich Formulierungsspezialisten bei Gen-Plus gemeinsam diesem Problem widmen.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass antibiotische Ionic Liquids zum einen verbesserte
Löslichkeit, Freisetzung und Stabilität aufweisen und zum anderen Membranen besser permeieren können. Daher stellen Ionic Liquids eine vielversprechende Strategie im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen durch Biofilme dar.
