Salmonella typhimurium
Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Dar­stel­lung von Erre­gern des Typs Sal­mo­nel­la typhi­mu­ri­um (rot) beim Ein­drin­gen in einer Zell­kul­tur.Rocky Moun­tain Laboratories/NIAID/NIH

Vie­le Bak­te­ri­en sind von Natur aus nicht dau­er­haft resis­tent, kön­nen aber ungüns­ti­ge Lebens­be­din­gun­gen wie eine Anti­bio­ti­ka­be­hand­lung über Stun­den bis Tage aus­hal­ten. Vie­le For­scher neh­men an, dass sich die­se Kei­me in einer Art Schlaf­zu­stand befin­den. Sie wach­sen nicht und sind des­halb für vie­le Anti­bio­ti­ka nicht angreif­bar. In mit infi­zier­ten Gewe­ben spie­len sol­che schla­fen­den Erre­ger aber kaum eine Rol­le, wie der Infek­ti­ons­bio­lo­ge Prof. Dirk Bumann vom Bio­zen­trum der Uni­ver­si­tät Basel mit sei­ner Grup­pe zei­gen konn­te. Statt­des­sen sind es vor allem die zahl­rei­chen lang­sam wach­sen­den Kei­me, die eine erfolg­rei­che The­ra­pie ver­zö­gern.

wachsen unterschiedlich schnell

Bereits aus frü­he­ren Stu­di­en im Reagenz­glas weiss man, dass völ­lig glei­che Bak­te­ri­en neben­ein­an­der sehr unter­schied­lich schnell wach­sen kön­nen. Unklar war bis­lang jedoch, ob Bak­te­ri­en­ge­sell­schaf­ten auch im infi­zier­ten Wirt tat­säch­lich so ver­schie­den sind. Bumann ist es jetzt mit­hil­fe fluo­res­zie­ren­der Pro­te­ine gelun­gen, die Ver­meh­rung ein­zel­ner Sal­mo­nel­len in infi­zier­ten Gewe­ben zu mes­sen. Es zeig­te sich, dass ein Teil der Sal­mo­nel­len sehr schnell wächst mit vie­len Nach­kom­men, wel­che die Krank­heits­sym­pto­me ver­schär­fen. Die meis­ten Bak­te­ri­en gelan­gen aber in Gewe­be­re­gio­nen mit nur weni­gen Nähr­stof­fen, in denen sie nur lang­sam wach­sen kön­nen.

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Langsames Wachstum sichert Überleben

Wie wirkt sich die­ses unter­schied­li­che Wachs­tums­ver­hal­ten auf den The­ra­pie­er­folg aus? Eine Behand­lung von infi­zier­ten Mäu­sen mit Anti­bio­ti­ka ver­bes­ser­te sehr schnell Krank­heits­sym­pto­me, doch selbst nach fünf Tagen The­ra­pie waren immer noch Erre­ger nach­weis­bar, die einen Rück­fall ver­ur­sa­chen könn­ten. „Etwa 90 Pro­zent der Sal­mo­nel­len konn­ten wir bereits mit der ers­ten Anti­bio­ti­ka­do­sis abtö­ten, ins­be­son­de­re die schnell wach­sen­den“, berich­tet Bumann, „im Gegen­satz dazu über­leb­ten nicht wach­sen­de Sal­mo­nel­len viel bes­ser. Der Behand­lungs­er­folg hängt also klar von der Ver­meh­rungs­ra­te ab.“

Die­se Beob­ach­tun­gen pas­sen gut zum aktu­el­len Schwer­punkt der For­schung auf schla­fen­de Kei­me. Bumann war aller­dings sehr über­rascht, dass sol­che Kei­me gar nicht das wich­tigs­te The­ra­pie­pro­blem dar­stel­len. „In Wirk­lich­keit sind lang­sam wach­sen­de Sal­mo­nel­len ein viel grös­se­res Pro­blem. Sie kön­nen Anti­bio­ti­ka etwas schlech­ter tole­rie­ren als schla­fen­de Kei­me. Aber sie sind ers­tens viel zahl­rei­cher und zwei­tens kön­nen sie ihr Wachs­tum jeder­zeit wie­der ankur­beln, sobald die Anti­bio­ti­kaspie­gel wie­der abfal­len, und so die am Lau­fen hal­ten. Lang­sam wach­sen­den Erre­ger domi­nie­ren des­halb wäh­rend der gan­zen The­ra­pie. Wenn wir sol­che Bak­te­ri­en bes­ser ver­ste­hen, könn­te man mit geziel­ter Anti­bio­ti­ka­the­ra­pie den Behand­lungs­zeit­raum viel­leicht erheb­lich ver­kür­zen.“ Das ist vor allem bei Infek­tio­nen inter­es­sant, bei denen Pati­en­ten ihre Medi­ka­men­te über vie­le Tage und Wochen ein­neh­men müs­sen, um einen Rück­fall zu ver­hin­dern.

Ori­gi­nal­bei­trag: Clau­di B, Sprö­te P, Chir­ko­va A, Per­son­nic N, Zankl J, Schür­mann N, Schmidt A, Bumann D (2014): „Phe­no­ty­pic Varia­ti­on of Sal­mo­nel­la in Host Tis­su­es Delays Era­di­ca­ti­on by Anti­mi­cro­bi­al Che­mo­the­ra­py.“ In: Cell 158(4), S. 722–733