Labortechniker mit Erregerlösung
Der Krank­heits­er­re­ger aeru­gi­no­sa bil­det den grü­nen Farb­stoff Pyo­cya­nin, der als Viru­lenz­fak­tor an der Aus­lö­sung von Krank­heits­sym­pto­men betei­ligt ist.Chris­ti­an Urban/Universität Kiel

Die Medi­zin steht somit vor der gewal­ti­gen Her­aus­for­de­rung die erfolg­rei­che Behand­lung von bak­te­ri­el­len Infek­tio­nen wei­ter­hin zu gewähr­leis­ten – trotz eines immer klei­ner wer­den Spek­trums wirk­sa­mer Anti­bio­ti­ka. Jüngs­te For­schungs­er­geb­nis­se einer Grup­pe von Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern von der Chris­ti­an-Albrechts-Uni­ver­si­tät zu Kiel (CAU) zei­gen nun Mög­lich­kei­ten auf, wie die Wirk­sam­keit der noch zur Ver­fü­gung ste­hen­den Anti­bio­ti­ka län­ger erhal­ten wer­den kann.

Das Team um Pro­fes­sor Hin­rich Schu­len­burg und Dr. Gun­ther Jan­sen von der Arbeits­grup­pe Evo­lu­ti­ons­öko­lo­gie und Gene­tik unter­such­te, wie sich die abwech­seln­de Gabe zwei­er in der kli­ni­schen Pra­xis gebräuch­li­cher Anti­bio­ti­ka-Paa­re auf das Bak­te­ri­um aeru­gi­no­sa aus­wirkt. Die­ses ist häu­fig mul­ti­re­sis­tent und kann bei immun­ge­schwäch­ten Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten oder chro­ni­schen Erkran­kun­gen lebens­be­droh­li­che Infek­tio­nen ver­ur­sa­chen kann.

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Bakterien können binnen Stunden Resistenzen ausbilden

Für die Unter­su­chun­gen wur­den Evo­lu­ti­ons­ex­pe­ri­men­te im Labor unter kon­trol­lier­ten Bedin­gun­gen durch­ge­führt. Dabei erwies sich der schnel­le Wech­sel zwei­er Anti­bio­ti­ka, soge­nann­tes Anti­bio­ti­ka-Cycling, als hoch wirk­sam gegen den Keim. Gleich­zei­tig hemm­te er die Aus­bil­dung von Resis­ten­zen des Bak­te­ri­ums gegen die Medi­ka­men­te.

Pseudomonas aeruginosa
Kolo­nien von Pseu­do­mo­nas aeru­gi­no­sa wach­sen in der Petri­scha­le, der Farb­stoff Pyo­cya­nin lässt sie hell­grün erschei­nen.Chris­ti­an Urban/Universität Kiel

Im Behand­lungs­all­tag ist das Anti­bio­ti­ka-Cycling zwar bereits üblich, bis­lang wer­den die ver­schie­de­nen Prä­pa­ra­te jedoch für jeweils meh­re­re Wochen am Stück gege­ben. Die­se Inter­val­le sind wahr­schein­lich zu lang. Bak­te­ri­en sind in der Lage, bereits inner­halb weni­ger Tage, im Extrem­fall sogar Stun­den, Resis­ten­zen aus­zu­bil­den. Im Evo­lu­ti­ons­ex­pe­ri­ment wur­den daher kli­nisch rele­van­te Anti­bio­ti­ka in zwölf­stün­di­gem Wech­sel ein­ge­setzt und mit der dau­er­haf­ten Gabe nur eines ein­zel­nen Anti­bio­ti­kums ver­gli­chen.

Die Evolution der Krankheitskeime steht im Vordergrund

Der schnel­le Wech­sel erwies sich dabei als beson­ders wir­kungs­voll. „Uns hat über­rascht, dass wir in unse­ren Expe­ri­men­ten trotz nicht-töd­li­cher Dosie­rung der Anti­bio­ti­ka den­noch die Eli­mi­nie­rung von Bak­te­ri­en­po­pu­la­tio­nen errei­chen konn­ten. Eine zeit­lich kom­ple­xe Umge­bung, wie sie durch den schnel­len Wech­sel der ver­schie­de­nen Anti­bio­ti­ka geschaf­fen wird, scheint in die­sen Fäl­len die Resis­tenz­bil­dungs­me­cha­nis­men von Pseu­do­mo­nas aeru­gi­no­sa zu über­for­dern“, so Schu­len­burg.

Die jüngs­ten Ergeb­nis­se der Kie­ler For­schungs­grup­pe deu­ten damit auf eine viel­ver­spre­chen­de Alter­na­ti­ve in der immer bedroh­li­che­ren Anti­bio­ti­ka-Kri­se hin. Sie ergän­zen die Ent­wick­lung neu­er resis­tenz­hem­men­der Anti­bio­ti­ka-Klas­sen um eine grund­le­gend ande­re Her­an­ge­hens­wei­se: Hier steht die Evo­lu­ti­on und somit die Fähig­keit der Krank­heits­kei­me, sich an Anti­bio­ti­ka anzu­pas­sen, im Vor­der­grund. „Die Ent­wick­lung neu­er Medi­ka­men­te wird nicht mit der Geschwin­dig­keit mit­hal­ten kön­nen, mit der die Evo­lu­ti­on der Krank­heits­er­re­ger neue Behand­lungs­re­sis­ten­zen her­vor­bringt. Unser Ansatz zielt daher dar­auf ab, die bereits bestehen­den Wirk­stof­fe sinn­vol­ler ein­zu­set­zen“, sagt Rode­rich Röm­hild, Erst­au­tor der Stu­die.