Bekämpfung von antibiotikaresistenten Erregern

Antibiotika haben einst mit ihrer Durchschlagkraft die Therapie von Infektionskrankheiten revolutioniert und dafür gesorgt, dass Bakterien als Todesursache weit hinter Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs liegen. Doch dieser Erfolg ist längst in Gefahr: Multiresistente Keime sorgen zunehmend für Schlagzeilen. Die Behandlungen mit bisher erfolgreichen Antibiotika schlagen bei diesen Keimen nicht mehr an: Derzeit sterben weltweit pro Jahr rund 700.000 Menschen an Infektionen mit resistenten Erregern. Experten schätzen, dass wir mit der aktuell beobachteten rasanten Zunahme solcher Resistenzen auf eine »post-antibiotische Ära« zusteuern, in der bakterielle Infektionen bis zu 10 Millionen Todesopfer jährlich fordern könnten [1].

Die Resistenz der Infektionserreger kann unterschiedliche Ursachen haben:

Einerseits entwickeln Bakterien durch spontane Genmutationen verschiedene Mechanismen, durch die sie der Wirkung von Antibiotika entgehen. Beispiele dafür sind Enzyme, die Antibiotika spalten, Transporter-Pumpen, die die Antibiotika einfach ausschleusen, sowie Genveränderungen, die das Angriffsziel der Antibiotika plötzlich verschwinden lassen. Während der Antibiotika-Behandlung haben Keime, die durch diese Mechanismen zufällig resistent sind, einen Überlebensvorteil. Während alle empfindlichen Keime durch das Antibiotikum sterben, überleben die resistenten und vermehren sich wieder. Diese Keime können die erworbenen Resistenzmechanismen untereinander übertragen und so weiterverbreiten – das Antibiotikum zeigt bei ihnen keine Wirkung mehr.

Andererseits bilden die Erreger häufig Biofilme. Das sind Gemeinschaften von Bakterien in einer von den Keimen selbst produzierten extrazellulären Matrix, die sie wie eine Schutzhülle umgibt und so gegenüber Angriffen des Immunsystems oder des Antibiotikums abschirmen. Aber nicht nur das: Das Mikromilieu im Biofilm verändert das Verhalten der Bakterien. Insbesondere im Inneren des Biofilms, z. B. durch die begrenzte Verfügbarkeit von Sauerstoff und Nährstoffen, gehen die Bakterien in einen »Ruhezustand« über und können durch Antibiotika, die nur sich teilende Bakterien angreifen, nicht bekämpft werden. Bei einer Behandlung mit Antibiotika werden daher oft nur die äußeren Bereiche der Biofilme abgetötet, im Inneren jedoch überleben die Bakterien, werden resistent und wachsen wieder.

Effektive neue Strategien zur Bekämpfung resistenter Keime sind dringend erforderlich – insbesondere auf dem Gebiet der Lungeninfektionen, die laut WHO zu den häufigsten Todesursachen zählen [2]. Genau hier setzen die ITEM-Wissenschaftler an und engagieren sich in der Erforschung und Entwicklung neuer Wirkstoffe und inhalierbarer Antibiotika.

  1. Review on Antimicrobial Resistance. Antimicrobial Resistance: Tackling a Crisis for the Health and Wealth of Nations. 2014
  2. WHO Fact sheet N°310