Zystische Fibrose ist eine autosomal-rezessiv vererbte Stoffwechselerkrankung die mit chronischen Infektionen der Atemwege einhergeht. Besonders Infektionen mit Biofilm bildenden Pseudomonaden führen zu einem Verlust der Lungenfunktion und reduzieren die Wirksamkeit von Antibiotika. Die unerwünschten Arzneimittelwirkungen bisheriger Antibiotika machen ihre Therapien problematisch und es gibt bislang keine zielgerichtete Behandlung gegen Biofilm bildende Bakterien. In dieser Arbeit sollte ein DNAzym entwickelt werden, dass durch Posttranskriptionelles Gen-Silencing ein biofilmrelevantes Gen ausschaltet. Für den mukoiden Biofilm ist das Exopolysaccharid Alginat von P. aeruginosa verantwortlich. Die mRNA des Gens algD wurde als Ziel identifiziert, da sein Protein AlgD die Monomere für die Alginat-Synthese bereitstellt. Um häufig vorkommende Punktmutationen innerhalb des bakteriellen Gens mit den DNAzymen zu umgehen, wurden zunächst klinische Stämme sequenziert und eine Konsensussequenz erstellt. Für vielversprechende DNAzym-Kandidaten wurde ein Screening durchgeführt. Dafür wurde ein neues Verfahren entwickelt, dass auf HPLC basiert und mit dem die Geschwindigkeit von DNAzymen ohne aufwendige Bearbeitung der Proben dargestellt werden kann. Das neue Verfahren wurde charakterisiert und mit dem bekannten DNAzym Dz13 validiert. Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens wurden aufgezeigt und dabei verschiedene Aspekte der Wirkstoffklasse der DNAzyme untersucht. Das schnellste gegen algD gerichtete DNAzym wurde modifiziert und seine Biofilmwirkung untersucht. Dafür wurden zunächst die Biofilme von nicht-mukoiden und mukoiden P. aeruginosa Patientenisolaten charakterisiert. Es konnte nur eine geringe Biofilminhibition gemessen werden. Als Problematik wurde die Sekundärstruktur von algD-mRNA identifiziert und Lösungsansätze für diese Problematik wurden mit Modifikationen des DNAzyms exemplarisch aufgezeigt. Die geringfügige Änderung der Biofilmmenge wurden auf off-target Effekten des für das Drug Delivery verwendeten zellpenetrierenden Peptids zurückgeführt. Dafür wurde das Wachstumsverhalten mit Tobramycin und dem Vergleichspeptid SMAP-29 aufgezeichnet, das für seine antimikrobielle Wirkung bekannt ist.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen