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Salmonella typhimurium
Elektro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Darstel­lung von Erregern des Typs Salmo­nella typhi­mu­rium (rot) beim Eindrin­gen in einer Zellkul­tur.Bild: 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 Salmo­nel­len 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.

Salmo­nel­len 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.

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 Infek­tion 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