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Resistente Keime : Mit Darwin aus der Antibiotika-Krise

  • -Aktualisiert am

Agarplatte, auf der multiresistente Erreger wachsen. Bild: Katrina Friese

Nicht nur neue Mittel, auch neue Strategien werden gebraucht, um resistente Keime auszutricksen. Kieler Forscher testen evolutionäre Konzepte im Labor.

          3 Min.

          In Deutschland sterben pro Monat durchschnittlich zweihundert Menschen an einer Infektion mit antibiotikaresistenten Bakterien. Europaweit sind es laut Europäischem Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten jährlich 33 000 Menschen. Experten fürchten, dass die Zahl in Zukunft weiter steigen könnte, denn antibiotikaresistente Bakterien verbreiten sich zunehmend auch in der Umwelt – und Antibiotika mit neuen Wirkprinzipien werden seit einiger Zeit kaum entwickelt.

          Die wesentlichen Ursachen für die weltweite Krise sind bekannt: Zu häufig, zu unüberlegt und oft zu unkontrolliert werden Antibiotika verabreicht. Seit Jahrzehnten ignorieren etwa viele Ärzte, Patienten und Landwirte das kleine Einmaleins der Bakterien-Evolution. Sie setzen Antibiotika verschwenderisch ein und sorgen auf diese Weise für einen hohen Selektionsdruck. Doch der lässt jene Bakterien überleben, denen dank einer Mutation im Erbgut Antibiotika nichts mehr anhaben können. Die gegenwärtige Praxis führt damit zwangsläufig zu unempfindlichen Bakterien. Forscher des Kiel Evolution Center (KEC) verfolgen darum einen neuartigen Ansatz: „Wir versuchen durch die Anwendung evolutionsbiologischer Prinzipien die Wirksamkeit der aktuell vorhandenen Antibiotika länger zu erhalten“, sagt der Evolutionsökologe Hinrich Schulenburg von der Universität Kiel.

          Im Zentrum der Kieler Grundlagenforschung steht ein Phänomen namens kollaterale Sensitivität, welches besagt, dass Bakterien sich Resistenzen gegen mehrere Antibiotika-Substanzen nicht notwendigerweise leisten können: Entwickeln Bakterien eine Resistenz gegen ein Antibiotikum A, können sie gleichzeitig empfindlich für ein Antibiotikum B werden. „Die kollaterale Sensitivität kann auftreten, muss aber nicht. Unser Ziel ist daher, herauszufinden, welches erste Antibiotikum für welches darauffolgende zweite Antibiotikum eine erhöhte Sensitivität verursachen kann“, sagt Schulenburg.

          Neue Kombinationen von Wirkstoffen

          Die Evolutionsbiologen führten mehrere Versuchsserien mit Pseudomonas aeruginosa durch, einem häufigen Krankenhauskeim, der Wundinfektionen, Lungenentzündungen und Blutvergiftungen auslösen kann, und testeten immer zwei verschiedene Antibiotika-Paare, die sie in unterschiedlicher Reihenfolge verabreichten. Eine Wirkstoffkombination stach heraus, berichten sie im Fachblatt „eLife“ (doi: 10.7554/eLife.51481). Wenn mit einem Aminoglykosid gestartet und anschließend zusätzlich ein Beta-Lactam verabreicht wird, haben die Bakterien Schwierigkeiten, sich anzupassen, und sterben ab. Bei anderen Wirkstoffkombinationen entwickelten die Bakterien gegen beide Wirkstoffe Resistenzen. Warum manche Wirkstoffkombinationen für Bakterien leichter zu überwinden sind als andere, ist noch unklar.

          „Wir versuchen letztlich, die Evolution von Bakterien vorherzusagen“, so Schulenburg. Möglicherweise ließe sich das Prinzip auch therapeutisch nutzen. Die vielversprechendste Medikamentenkombination soll nun validiert und an anderen Keimen wiederholt werden. Doch auch wenn der Sprung in die Klinik gelingt, von Dauer wäre auch diese Lösung nicht: Bakterien sind phantastisch in ihrer Fähigkeit, sich anzupassen, eine der wichtigsten Maßnahmen, um Resistenzentwicklungen hinauszuzögern, ist neben einer klugen Therapie deswegen auch die Reduktion des Antibiotika-Verbrauchs.

          Obwohl das Resistenzproblem bereits länger bekannt ist, ist der Antibiotika-Verbrauch des Menschen in der vergangenen Dekade weltweit um vierzig Prozent (* Update siehe unten) gestiegen. „Der Mensch beschleunigt die Evolution der Bakterien dadurch massiv“, sagt der Umweltmikrobiologe David Graham von der Universität Newcastle, der kürzlich gefürchtete Antibiotika-Resistenz-Gene in Spitzbergen nachwies, einer vom Menschen völlig unberührten Gegend. Weswegen evolutionäre Mechanismen sowohl bei der Neuentwicklung von Medikamenten als auch bei Antibiotika-Therapien berücksichtigt werden sollten. Schulenburg beklagt, dass das Thema lange Zeit vernachlässigt wurde, die Grundlagen der Evolution würden im Medizinstudium nicht gelehrt. Es gibt jedoch Bestrebungen, das zu ändern: Die International Society for Evolution, Medicine and Public Health setzt sich nun dafür ein, evolutionsbiologische Prinzipien in der Medizin zu verankern, und auch Schulenburg und seine Kollegen haben ein Fortbildungsprogramm für Ärzte entwickelt.

          *Update: Der Antibiotikaverbrauch ist, zwischen 2000 und 2015 betrachtet, weltweit sogar um 65 Prozent gestiegen.

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