Forschung

Forscher finden Ursache für Antibiotika-Resistenz

Antibiotikaresistente Bakterien versetzen sich in einen „Ruhezustand“ und können sich somit vor Antibiotika „verstecken“. Die Bakterien schütten Toxine aus, die wichtige Funktionen von Zellen lahmlegen können. Die neuen Erkenntnisse dienen Forschern als neuer Ansatz zur Behandlung von Infektionskrankheiten. In Deutschland steckt die Forschung noch in den Kinderschuhen.

Die Klinische Forschergruppe Infektiologie am Uniklinikum Jena arbeitet an neuen Projekten zur Prävention und Therapie von Infektionen mit multiresistenten Erregern. (Foto: Anna Schroll/UKJ)

Die Klinische Forschergruppe Infektiologie am Uniklinikum Jena arbeitet an neuen Projekten zur Prävention und Therapie von Infektionen mit multiresistenten Erregern. (Foto: Anna Schroll/UKJ)

Forscher der University of Leuven haben eine Möglichkeit entdeckt, wie Bakterienzellen die Behandlung mit Antibiotika überleben. Hohe Werte von Obg E.coli-Bakterien schützen gegen Antibiotika, so das Team um Jan Michiels. Der Durchbruch gelang durch die Erhöhung der Werte des giftigen Moleküls HokB. Durch die in dem Fachmagazin „Molecular Cell“ veröffentlichten Ergebnisse hoffen die Experten nun auf neue Ansätze zur Diagnose und Behandlung für eine Reihe von Infektionskrankheiten.

Laut den Forschern überleben Bakterienzellen die Behandlung mit Antibiotika häufig dadurch, dass sie sich in einen Ruhezustand begeben, der es ihnen ermöglicht, sich vor ihren Angreifern zu verstecken. Dieser Ruhezustand wird durch bakterielle Toxine ausgelöst, die wichtige Vorgänge im Inneren der Zelle deaktivieren. Dazu gehören die Produktion von Energie und die Synthese von Proteinen.

Das Team konzentrierte sich auf die Aktivität des Gens Obg, das für viele Vorgänge in der Zelle verantwortlich ist. Dazu gehören die Protein- und die DNA-Synthese. Obg löst auch einen Ruhezustand aus, wenn die Energiewerte gering sind. Das Gen wirkt auf zwei Arten von Bakterien: Escherichia coli und Pseudomonas aeruginosa. Ihnen wurden zwei Antibiotika ausgesetzt, welche die Protein- und die DNA-Synthese zum Erliegen bringen.

Die Analyse hat ergeben, dass höhere Obg-Werte beide Bakterien vor Antibiotika schützten. Laut Michiels liegt damit nahe, dass ein verbreiteter Mechanismus zur Entstehung von antibiotikaresistenten Bakterien vorliegt. Bei E.coli erhöhte Ogb die Werte des giftigen Moleküls HokB. Dieses Molekül schädigte die Membranen der Bakterien, indem es darin winzige Löcher bohrte. Auf diese Weise wurde die Energieproduktion gestoppt und ein Ruhezustand ausgelöst.

Wurde das Molekül entfernt, schützte Ogb die Bakterien vor Antibiotika. Einem „Medical News Today“-Bericht nach scheint es daher noch andere Möglichkeiten zur Auslösung zu geben, die noch zu erforschen sind. Inzwischen ist das Thema nationales Strategieziel und Tagungsthema auf Gipfeltreffen der Weltpolitik: die Bekämpfung von Antibiotikaresistenzen.

Die Klinische Forschergruppe Infektiologie am Universitätsklinikum Jena (UKJ) um Mathias Pletz im Zentrum für Infektionsmedizin und Krankenhaushygiene entwickelt Strategien zur besseren Prävention und Therapie von Infektionen mit multiresistenten Erregern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert vier neue Projekte der klinischen Forschergruppe Infektiologie in den kommenden drei Jahren mit 1,8 Millionen Euro.

Die Forschergruppe bildet zusammen mit der Krankenhaushygiene das inzwischen knapp 30-köpfige Team des Zentrums, einer eigenständigen Einrichtung des Klinikums. „In Deutschland besteht großer Nachholbedarf in Sachen Infektiologie“, betont Pletz.

„Während es in den USA seit über 40 Jahren eine entsprechende Facharztausbildung gibt und in der Schweiz an allen Unikliniken infektiologische Abteilungen bestehen, bietet die Bundesärztekammer das Fach erst seit einigen Jahren als einjährige Spezialisierung für einzelne Facharztrichtungen an – und in Thüringen gibt es auf über 20.000 Betten ganze drei in der Klinik tätige Infektiologen.“

Die Jenaer Infektionsmediziner sind entsprechend eingebunden in die Weiterbildung von Ärzten und Krankenhaushygienikern. „Ein wesentliches Ziel ist der rationale Einsatz von Antibiotika. Wir konnten dadurch einen Rückgang beim Verbrauch verschiedener Antibiotika erreichen, vor allem solcher mit breitem Wirkungsspektrum“, so Pletz. „Wir wollen ein Echtzeitmonitoring entwickeln, um die Wirkstoffgabe unmittelbar nachregeln zu können.“ Dazu arbeiten die Mediziner mit Spezialisten für Raman-Spektroskopie von Leibniz-Institut für Photonische Technologien in Jena an einer Sonde, die den Wirkstoffspiegel direkt im Blut messen kann.

Auch wenn Bakterien auf Oberflächen wie Implantaten oder Herzklappen Biofilme gebildet haben, ist ihnen mit einer normalen Antibiotikagabe nicht beizukommen. In diesen Belägen organisieren sich die Erreger festungsartig, und es bedarf der mehr als 1000fachen Antibiotika-Konzentration, um diese Barriere zu durchbrechen. „Das wird als phänotypische Resistenz bezeichnet“, so Pletz. „Wir kennen aber Wirkstoffe, keine Antibiotika, die die Biofilmbildung stören.“

Die Wissenschaftler wollen nun feststellen, welche Konzentration dieser unter anderem in Antidepressiva zugelassenen Wirkstoffe notwendig ist, um den Erregerschutzwall zu überwinden. Dazu führen sie Hochdurchsatztests an eigens entwickelten Biofilmmodellen durch, auch in Kombination mit antibiotischen Wirkstoffen.

Weitere Projekte sind eine kontrollierte klinische Studie zur Verbesserung des Impfregimes gegen Pneumokokken, bei der die Infektiologen mit den Immunologen des Uniklinikums Jena zusammenarbeiten, und ein molekularbiologisches Nachweisverfahren für Resistenzenzyme in der Blutkultur.

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  1. Endlich wird auf diesem Gebiet geforscht.Hoffentlich wird auch für die Borreliose ein geeignetes Antibiotika gefunden.ich habe nämlich Lymne Borreliose, bis jetzt hat noch kein Antibiotika im Spätstadium geholfen,wurde von mehreren Ärzten zu spät erkannt.Auch die Laboruntersuchungen sind nicht optimal.

    Mit freundlichen Grüßen

    Hilde Nürnberger