MetaBac: Metabolite für die Medikamentenentwicklung

14.05.2020

Martin Zehl, Leiter des Massenspektrometriezentrums, ist an der neuen Forschungsplattform "Secondary Metabolomes of Bacterial Communities (MetaBac)" der Universität Wien beteiligt. Die 2020 genehmigte Initiative verfolgt einen neuen Ansatz, zielgerichtet mikrobielle Gemeinschaften zu bilden, um neuartige Sekundärmetabolite mit Potenzial zur Entwicklung von Medikamenten zu produzieren. Vier Fragen an Project Investigator Martin Zehl.

Was will MetaBac genau untersuchen?

Martin Zehl: Mikrobielle Naturstoffe sind eine sehr wichtige Quelle für die Entwicklung neuer Medikamente wie Antibiotika und Krebsmittel. Aus Genomanalysen ist bekannt, dass bisher nur ein Bruchteil der mikrobiellen Sekundärmetaboliten charakterisiert wurde, was auch daran liegt, dass viele Mikroorganismen unter gängigen Laborbedingungen nur einen kleinen Teil der Biosynthesemaschinerie nutzen oder sie erst gar nicht gezüchtet werden können. Ziel unserer Forschungsplattform ist die Produktion unbekannter Naturstoffe durch die Schaffung und Kultivierung definierter, vollständig tragfähiger mikrobieller Gemeinschaften, zunächst am Beispiel der Mikrobiota eines Moostierchens aus der Alten Donau.

Was ermöglicht die fächerübergreifende Initiative aus Sicht der Chemie? 

Dieser innovative, interdisziplinäre Ansatz wäre ohne die Kombination unserer Expertisen nicht realisierbar. Das Institut für Analytische Chemie ist, mit Unterstützung des Massenspektrometriezentrums, für die metabolomischen Analysen der komplexen Zellkulturextrakte und die chemische Charakterisierung neuer mikrobieller Sekundärmetaboliten verantwortlich. Unser Ziel ist - neben der Entdeckung neuer Naturstoffe mit Potenzial zur Wirkstoffentwicklung - die Etablierung eines neuartigen Mikrobiom-Prospektionswerkzeugs für die Arzneimittelentdeckung.

Wie kam die interfakultäre Zusammenarbeit zustande? 

Die sehr produktive Kooperation mit Sergey Zotchev, Leiter der Plattform, besteht seit seiner Berufung an die Universität Wien 2015. Die dabei oft auftretenden Schwierigkeiten bei der Aktivierung sogenannter "stiller" biosynthetischer Gencluster war die Motivation, neue Ansätze anzudenken und die ausgewiesene Expertise von Alexander Loy und Thomas Rattei einzubinden. Unser Dank gilt dem Rektorat und den beteiligten Fakultäten/Zentren für die großzügige Unterstützung.

In welchem Bereich hat diese Forschung schon heute gesellschaftliche Relevanz, wo könnte sie künftig eine noch größere Rolle spielen?

Die Relevanz innovativer Methoden zu Entdeckung neuer Wirkstoffe, wie etwa Antibiotika und Krebsmittel, liegt auf der Hand. Die enorm wichtige Rolle mikrobieller Gemeinschaften, z.B. für die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen oder für globale Nährstoffkreisläufe, findet ebenfalls zusehends breite Beachtung. Da unser Ansatz auf andere wirtsassoziierte und umweltbedingte Mikrobiome übertragbar sein soll, kann er als generelles Werkzeug für die Erforschung der wenig bekannten biologischen Rolle sekundärer Metabolite in mikrobiellen Gemeinschaften dienen.


MetaBac - Secondary Metabolomes of Bacterial Communities

Moostierchen Cristatella mucedo -Modellorganismus der Plattform (© J. Souto)
"Dieser innovative, interdisziplinäre Ansatz wäre ohne die Kombination unserer Expertisen nicht realisierbar." - PI Martin Zehl von der Fakultät für Chemie (© MSC)