# Phage endolysins—a novel class of antibacterial agents with a wide range of applications

## TL;DR

Phage endolysins are new antibacterial enzymes that can be used in medicine and food safety, but more research and regulatory approval are needed.

## Contribution

Phage endolysins are presented as a novel class of antibacterial agents with diverse applications.

## Key findings

- Endolysins can lyse bacteria by targeting their cell walls and are effective against gram-positive bacteria.
- Genetic modifications help endolysins overcome the outer membrane of gram-negative bacteria.
- Endolysins are being explored for use in human and veterinary medicine, food safety, and biotechnology.

## Abstract

Endolysine stellen als „Enzybiotika“ eine neue Klasse antibakterieller Wirkstoffe dar, die natürlicherweise am Ende des lytischen Zyklus in den Bakteriophagen-infizierten Bakterienzellen produziert werden, um den gebildeten Phagenpartikeln vom Zellinneren heraus die Freisetzung aus der Wirtszelle zu ermöglichen. Ihre enzymatische Wirkung auf das Zellwandpeptidoglykan, die zur Lyse der befallenen Bakterien führt, können sie als applizierte Substanz auch von außen entfalten. Während die Endolysinaktivität bei grampositiven Bakterien direkt wirksam werden kann, muss bei gramnegativen Bakterien das Endolysin so modifiziert werden, dass es die äußere Zellmembran überwinden kann. Deshalb sowie zur Optimierung ihrer Spezifität und Stabilität werden Endolysine zunehmend gentechnisch modifiziert und rekombinant produziert, was aufgrund ihres modularen Aufbaus aus lytischen und Bindedomänen relativ einfach realisierbar ist. Bereits jetzt haben Endolysine zunehmend einen tatsächlichen oder umfangreich postulierten Einsatz zu präventiven, therapeutischen und diagnostischen Zwecken in der Human- und Veterinärmedizin sowie in der Lebensmittelsicherheit, Biotechnologie und im One-Health-Sektor gefunden, den es jedoch durch valide Studien noch besser zu belegen gilt. Obwohl die regulativen Aspekte im Gegensatz zur Phagentherapie entsprechend den auch für andere Arzneimittel und Medizinprodukte vorgeschriebenen Zulassungsverfahren folgen können, sind im humanmedizinischen Bereich erst weniger als ein Dutzend randomisierte kontrollierte Studien der Phasen 1 bis 3 initiiert oder abgeschlossen worden. Marktverfügbar sind bisher nur sehr wenige, als Medizinprodukt zugelassene Endolysinformulierungen und für einige Endolysine wird die Zulassung als Arzneimittel angestrebt.