Identifizierung neuer Antikörper gegen Klebsiella pneumoniae lässt auf neue Therapieansätze hoffen

Forscher des UMC Utrecht in den Niederlanden haben 29 neue Antikörper gegen das Bakterium Klebsiella pneumoniae, eine wichtige Ursache für arzneimittelresistente Infektionen, identifiziert. Mit Hilfe von genetischen und funktionellen Ansätzen gelang es den Forschern auch zu entschlüsseln, wie diese Antikörper mit Antigenen auf der Bakterienoberfläche interagieren. Schließlich fanden sie heraus, dass einige dieser neuartigen Antikörper synergistisch wirken, um diesen Erreger zu neutralisieren.

Das zunehmende Problem der antimikrobiellen Resistenz (AMR) erfordert dringend die Entwicklung alternativer Therapien gegen bakterielle Infektionen. Eine vielversprechende Strategie besteht darin, das Immunsystem durch Antikörper zu stärken, entweder indirekt durch Impfung oder direkt durch therapeutische Antikörper. Einer der wichtigsten Mechanismen, durch den Antikörper Bakterien abtöten können, ist die Aktivierung des Komplement-Systems bei der Bindung an bakterielle Oberflächenantigene. Die Aktivierung der Komplementkaskade kann zur Abtötung von Bakterien führen, indem große Poren in die Zellmembran eingefügt werden und eine Phagozytose stattfindet. Wie genau die Antikörper-vermittelte Abtötung von Bakterien durch Komplement abläuft, ist jedoch nach wie vor kaum verstanden. Darüber hinaus besteht ein Bedarf an neuen Instrumenten zur Identifizierung antibakterieller Antikörper und zur eingehenden Untersuchung der Wechselwirkung dieser Antikörper mit bakteriellen Oberflächenstrukturen. Prof. Suzan Rooijakkers und Kollegen von der Abteilung für Medizinische Mikrobiologie am UMC Utrecht haben einen innovativen Ansatz zur Identifizierung neuartiger antibakterieller Antikörper aus menschlichen Gedächtnis-B-Zellen entwickelt.

Neue Antikörper identifiziert

Obwohl es üblich ist, B-Zellen mit gereinigten Antigenen zu färben, entschieden sich die Forscher für einen ganzheitlicheren Ansatz und färbten die B-Zellen mit ganzen lebenden Bakterien, so dass die Antigene in ihrem natürlichen Kontext bleiben. Mit diesem Ansatz gelang es ihnen, 29 einzigartige Antikörper gegen den opportunistischen menschlichen Erreger Klebsiella pneumoniae zu identifizieren, eine wichtige Ursache für Krankenhausinfektionen mit zunehmender Resistenz gegen antimikrobielle Mittel. Die Forscher fanden heraus, dass spezifische Antigene auf der Bakterienoberfläche die Fähigkeit des Antikörpers bestimmen, die Komplementaktivierung und die Abtötung der Bakterien zu bewirken. Darüber hinaus zeigten Analysen von Antikörpermischungen, dass einige Antikörper synergistisch wirkten, indem sie sich gegenseitig in ihrer Bindung an die Bakterienoberfläche verstärkten.

Studienleiterin Suzan Rooijakkers, Professorin für Mikrobiologie an der UMC Utrecht, schloss: “Wir gehen davon aus, dass unser neuer Ansatz die Entdeckung monoklonaler Antikörper gegen bakterielle Krankheitserreger beschleunigen wird. Außerdem wird unsere Arbeit das Feld dazu anregen, zu untersuchen, ob Antikörperkombinationen ein vielversprechender Weg zur Entwicklung wirksamer antikörperbasierter Therapien gegen problematische Infektionen sind.”

Originalpublikation

Lans SPA van der, Bardoel BW, Ruyken M, Haas CJC de, Baijens S, Muts RM, Scheepmaker LM, Aerts PC, Wout MFL van ‘t, Preiner J, Marijnissen RJ, Schuurman J, Beurskens FJ, Kerkman PF, Rooijakkers SHM. Agnostischer B-Zell-Selektionsansatz identifiziert Antikörper gegen K. pneumoniae, die synergistisch die Komplementaktivierung antreiben. Nature Communications 2024;15:8100

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