Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSBakterielle Infektionen und entzündliche Erkrankungen der Mundhöhle zählen weltweit zu den häufigsten Gesundheitsproblemen und stellen aufgrund der zunehmenden Ausbreitung antibiotikaresistenter Erreger eine wachsende medizinische Herausforderung dar. Vor diesem Hintergrund gewinnen innovative Wirkstoffkonzepte an Bedeutung, die neue Angriffspunkte für die Prävention und Therapie oraler Infektionen bieten und gleichzeitig den Einsatz klassischer Antibiotika reduzieren können. Hier setzt das Projekt »LecDent« an, in dem das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) innovative biotechnologische Wirkstoffe auf Basis pflanzlicher sowie aus Makroalgen gewonnener Lektine für die Prävention und Therapie bakterieller Entzündungen im Mundraum entwickelt.
Die gesellschaftliche Relevanz des Vorhabens ist erheblich. Angesichts der weltweit zunehmenden Antibiotikaresistenzen und der Prognose, dass bis zum Jahr 2050 rund 92 Millionen Todesfälle auf mikrobielle Infektionen zurückzuführen sein könnten, besteht ein hoher Bedarf an alternativen antimikrobiellen Strategien. Lektinbasierte Wirkstoffe bieten das Potenzial, bakterielle Infektionen frühzeitig zu verhindern und Biofilme gezielt zu beeinflussen. Dadurch können sie langfristig einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Mundgesundheit und zur Entlastung der Gesundheitssysteme leisten.
Lektine sind natürlich vorkommende, kohlenhydratbindende Proteine, die unter anderem antibakterielle und biofilmmodulierende Eigenschaften besitzen. Das Forschungsprojekt greift das Potenzial von Lektinen auf und verfolgt das Ziel, pflanzliche sowie aus Makroalgen stammende Lektine biotechnologisch herzustellen und für die Prävention und Therapie bakterieller Entzündungen im Mundraum nutzbar zu machen. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten am Fraunhofer IMWS steht die Entwicklung einer kontrollierten und skalierbaren Produktionsplattform, die den zukünftigen Einsatz dieser Wirkstoffe in medizinischen Anwendungen ermöglicht.
Ein wesentlicher Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung und Optimierung von Strategien zur heterologen Expression, Extraktion und Reinigung ausgewählter Lektin-Kandidaten. Hierfür werden zunächst zwei bis drei vielversprechende Lektine identifiziert, deren Gene kloniert und anschließend in geeigneten Wirtsorganismen wie Escherichia coli oder Hefen exprimiert werden. Nach der Gewinnung und Reinigung werden die Lektine umfassend hinsichtlich ihrer funktionellen Aktivität, Stabilität sowie ihrer antibakteriellen Eigenschaften charakterisiert. »Die gezielte Nutzung von Lektinen eröffnet neue Möglichkeiten, bakterielle Biofilme zu beeinflussen, ohne auf konventionelle Antibiotika angewiesen zu sein. Damit schaffen wir die Grundlage für innovative Präventions- und Therapiekonzepte in der Zahnmedizin«, sagt Dr. René Schlesier, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe »Charakterisierung medizinischer und kosmetischer Pflegeprodukte« am Fraunhofer IMWS.
Neben den molekularbiologischen Arbeiten wird die Wirksamkeit der Lektine sowohl für zahnmedizinische als auch für dermale Anwendungen untersucht. Ein zentraler Bestandteil der Untersuchungen ist die Bewertung ihrer antibakteriellen sowie biofilmreduzierenden beziehungsweise biofilmmodulierenden Wirkung. Hierfür kommt ein am Fraunhofer IMWS entwickeltes maßgeschneidertes In-vitro-Testverfahren zum Einsatz, das eine anwendungsnahe Untersuchung der Wirkstoffe in einem Multispezies-Biofilmmodell ermöglicht. Anschließend werden die Lektine in geeignete Formulierungen für die orale und dermale Applikation integriert und unter praxisnahen Bedingungen getestet.
(3. August 2026)