Clavanin

Clavanine sind eine Gruppe antibiotisch wirksamer Peptide (Peptidantibiotika), deren Sekundärstruktur eine Alpha-Helix aufweist.

Clavanine wurden ursprünglich aus der marinen Seescheide Styela clava isoliert, genauer aus dem Immunapparat der Hämolymphe. Stylea clava zählt innerhalb des Unterstamms der Manteltiere (Tunicata) zum Stamm der Chordata. Wichtige Merkmale der Chordata, zu denen auch die Wirbeltiere zählen, sind Chorda dorsalis, dorsales Neuralrohr, Kiemendarm sowie ein postanaler Schwanz. Diese sind im Embryonalstadium und Larvalstadium ausgeprägt. Bei adulten Tieren weisen jedoch nur noch Kiemenspalten auf die Zugehörigkeit zu den Chordata hin. Larven leben freischwimmend und durchlaufen eine Metamorphose. Adulte Tiere sind sessil, also nicht zur Fortbewegung fähig.^[1]

Natürliche Clavanine sind:

• Clavanin A: erstmalige Isolation 1997
• Clavanin B

Darüber hinaus existieren partialsynthetisch hergestellte Clavanin-Derivate, unter anderem:

• Clavanin-MO: Clavanin A-Derivat, enthält fünf zusätzliche Aminosäuren am N-terminalen Ende der Aminosäuresequenz und ist stärker hydrophob als die Naturstoffe.

Clavanine sind Moleküle mit unterschiedlichen Ladungsschwerpunkten. Die positiv geladene Region des Moleküls bindet an die negativ geladenen Regionen der Zytoplasmamembran von Bakterien. Nach dem Eintauchen in die Membran wechselwirken die lipophilen Areale des Clavaninmoleküls mit lipophilen Arealen der Membran und bilden Aggregate. In der Folge entstehen Poren in der Membran und es kommt zu Zytolyse und Zelltod. Zudem zeigen sich immunmodulatorische Wirkungen. Clavanin A erweist sich als wirksam gegenüber grampositive und gramnegative Bakterien sowie Pilzen. Gegenüber zahlreichen anderen Peptidantibiotika ist Clavanin A auch in Gegenwart hoher Salzkonzentrationen und bei relativ saurem pH-Wert effektiv. Es wurden keine Anzeichen für zytotoxische Eigenschaften gegenüber Erythrozyten, Monozyten oder Lymphozyten in therapeutischen Dosen gefunden (Tierversuch, Maus). Clavanin-MO erwies sich als effektiv gegenüber einige multiresistente Krankheitserreger und Biofilme.

Die pharmakologischen Eigenschaften der Substanzen wurden sowohl in vitro als auch in vivo untersucht.

Gegenwärtig (2016) erhofft man sich neuartige Antibiotika auf Peptidbasis, die gegen Infektionen mit multiresistenten Erregern wirksam sind. Zukünftige Arzneistoffe auf Basis der Clavanine könnten zudem bei Sepsis und Infektionen mit Pseudomonas aeruginosa (Bildung von Biofilmen bei Mukoviszidoseerkrankungen) eingesetzt werden. Denkbar sind auch antibiotische Beschichtungen von Kathetern und die topische Applikation bei Infektionen der Haut.

• Pharmazeutische Zeitung: Vom Manteltier zum Antibiotikum, 17.11.2016, 46. Ausg.
• Silva et al.: An anti-infective synthetic peptide with dual antimicrobial and immunomodulatory activities, Scientific Reports 6, 2016.