Mikrobielle Produktion von Photosensibilisatoren

Die Produktion von Antibiotika durch Pilze wurde vor fast 100 Jahren zufällig entdeckt. Mithilfe gezielter Entwicklung und technische Höchstleistungen gelang es, Penicillin in großem Maßstab durch Mikroben zu synthetisieren. Millionen Menschenleben konnten so gerettet werden. Doch seit einigen Jahren schlägt die WHO wegen der Zunahme multiresistenter Bakterien Alarm; die bewährten Antibiotika sind hier wirkungslos. Um die drohende Gesundheitskatastrophe abzuwehren, besteht Handlungsbedarf auf verschiedenen Ebenen, zum Beispiel bei der Suche nach neuen Therapiestrategien. Diese sind notwendig, um so genannte Reserveantibiotika möglichst sparsam und bedacht einzusetzen. PenTaPho fokussiert sich auf die Entdeckung und Produktion von Wirkstoffen für ein solche neuartige Behandlungsstrategie. Konkret konzentriert sich das Projekt PenTaPho auf die so genannte antimikrobielle photodynamische Therapie (aPDT) die auch photodynamische Inhibition (PDI) genannt wird. Dabei wird durch die Kombination eines Wirkstoffs mit Licht lokal eine antimikrobielle Wirkung erzeugt. Verschiedene weltweite Studien zeigen das hohe Potenzial dieser Behandlungsstrategie, zum Beispiel bei Parodontitis oder beim diabetischen Fußsyndrom. Allerdings ist die Zahl geeigneter potenzieller klinischer Wirkstoffkandidaten gering. In dem Vorläuferprojekt PhotoFungal (FWF, P31915) konnten vielversprechende neue Wirkstoffkandidaten aus Pilzen isoliert werden. Bei den Produzenten handelte es sich jedoch um so genannte Ständerpilze, die nur saisonal gesammelt werden können. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, konzentriert sich das Projekt PenTaPho auf die Produktion sogenannter Photosensibilisatoren aus Schimmelpilzen, zu denen u.a. der Penicillin-produzierende Stamm Penicillium chrysogenum gehört. Auf Basis von Literaturrecherchen und Vorversuchen wurden verschiedene Arten der Gattungen Penicillium und Talaromyces ausgewählt. Im Rahmen des Projekts werden verschiedene Stämme dieser Arten unter unterschiedlichen Bedingungen kultiviert und ihre Extrakte getestet, um die vielversprechendsten Kandidaten und deren Inhaltsstoffe im Detail zu untersuchen. Nach der Kultivierung in kleinem Maßstab auf Petrischalen werden weitere Kultivierungsversuche mit den besten Stämmen durchgeführt, um von sogenannten Festphasenkultivierungen hin zur Kultivierung in Bioreaktoren zu kommen. Darüber hinaus werden verschiedene photopharmazeutische Tests durchgeführt, um das photoantimikrobielle Potenzial im Detail und insbesondere gegen multiresistente Erreger zu bestimmen. Auch das photozytotoxische Potenzial wird bewertet, um Kandidaten zu wählen, die das umliegende Gewebe möglichst nicht beschädigen.