Alexandra Tietze

2050: Alle drei Sekunden stirbt ein Mensch an multiresistenten Keimen

Written by Alexandra Tietze. Posted in HOCHSCHULE

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Keime

Published on Juni 21, 2017 with No Comments

Kieler Wissenschaftler auf der Suche nach besseren Behandlungsmöglichkeiten

Zehn Millionen Tode werde es im Jahr 2050 durch Infektionen mit multiresisten Keimen geben. Das geht aus einem Bericht britischer Forscher hervor, die sich mit dem Problem der steigenden Anzahl an resistenten Keimen beschäftigt haben.

Anfang Mai veröffentlichten NDR, WDR und Süddeutsche Zeitung erschreckende Erkenntnisse über die indische Pharmametropole Hyderabad. Gemeinsam mit Forschern des Uniklinikums Leipzig nahmen sie Proben aus Leitungswasser, Flüssen und Abwässern in der Nähe von Fabriken, die auch für den deutschen Markt wichtige Antibiotikagrundstoffe herstellen. Festgestellt wurden in allen Proben sehr hohe Konzentrationen von Antibiotika.  Die Vermutung liegt nahe, dass die Firmen ihre Abwässer nicht gründlich genug aufbereiten und reinigen. Dieser Prozess ist sehr kostenintensiv und regelmäßige Kontrollen gibt es kaum. Die Gefahr, die diese kurzsichtige Denkweise birgt, offenbaren die Analysen: multiresistente Keime. Auch sie wurden in den Wasserproben in beängstigend hoher Konzentration nachgewiesen.

Anteil von AMR (Antimikrobielle Resistenzen) an weltweiten Todesursachen // Quelle: Review on Antimicrobial Resistance, http://bit.ly/2sV35bM

Anteil von AMR (Antimikrobielle Resistenzen) an weltweiten Todesursachen // Quelle: Review on Antimicrobial Resistance, http://bit.ly/2sV35bM

Überall, wo Antibiotika eingesetzt werden, können sich resistente Erreger vermehren. Dies gilt besonders, wenn die Medikamente nicht kontrolliert verabreicht werden. Für multiresistente Keime sind Antibiotika im Abwasser daher eine Brutstätte. Zwar wird durch die Medikamente ein Großteil der Bakterien getötet, jedoch gibt es durch kleine Mutationen immer Bakterien, die bereits gegen das Antibiotikum resistent sind. Da sich Bakterien sehr schnell teilen und vermehren, können aus einem resistenten Bakterium innerhalb von einem halben Tag über eine Milliarde werden. Über Gewässer, die Landwirtschaft, Lebensmittel oder Türklinken gelangen sie von Mensch zu Mensch und verbreiten sich.

Die meisten Indientouristen bringen bei ihrer Rückkehr also nicht nur bunte Urlaubsbilder mit, sondern auch eine Vielzahl an multiresistenten Bakterien. Für einen gesunden Menschen sind sie in der Regel wenig bedrohlich. Ist das Immunsystem allerdings geschwächt, haben die Bakterien es besonders leicht. Gerade in Krankenhäusern stellen die multiresistenten Keime daher eine große Gefahr dar – auch in Kiel. 2016 starben fünf Patienten nach Infektionen mit multiresistenten Bakterien.

Um die Gefahren in Kliniken eindämmen zu können, müssen zum einen immer strengere Hygienevorschriften eingehalten werden, zum anderen wird der Einsatz von Antibiotika in verschiedenen Bereichen der Kliniken registriert, überwacht und koordiniert. Es soll möglichst kein Raum für weitere Resistenzbildungen geboten werden. Neben verbesserten Hygiene- und Einsatzverfahren wird auch laufend an neuen Antibiotika geforscht. Diese könnten nach einer erfolgreichen Zulassung eine Alternative bilden – zumindest für ein paar Jahre.

Eingesetzt werden Antibiotikakombinationen, die zu einer Abnahme (Synergetik) der Bakterienpopulation führen

Eingesetzt werden Antibiotikakombinationen, die zu einer Abnahme (Synergetik) der Bakterienpopulation führen

„Resistenzen wird es immer geben“, erklärt Professor Hinrich Schulenburg. Der Evolutionsbiologe erforscht an der CAU Möglichkeiten, die Medikamentation mit bereits zugelassenen Antibiotika zu verbessern. Anhand bekannter Bakterien untersuchte das Team den Einfluss von jeweils zwei in Kombination verabreichter Antibiotika (Antibiotika-Cycling) auf das Wachstum von Bakterienpopulationen und erhielt überraschende Ergebnisse. Bisher wurde die Bakterienpopulationen nur innerhalb der ersten zwölf bis maximal 24 Stunden beobachtet. Wie erhofft kam es zu einer Hemmung des Bakterienwachstums bei der Antibiotika-Cycling-Behandlung. Einen gegenteiligen Effekt zeigten allerdings neue Experimente über 36 Stunden. „Zuerst dachten wir, wir hätten einen Fehler gemacht.“ Aber wiederholte Durchführungen bestätigten, dass bei bestimmten Antibiotikakombinationen nach einer längeren Zeit ein Wachstum der Bakterienpopulationen eintritt. Daher sind nicht alle Mischungen von Antibiotika bei der Behandlung geeignet. Es hat sich gezeigt, dass Kombinationen, die mit einer starken Verringerung des Bakterienwachstums einhergehen, teilweise bereits klinisch angewendeten Kombinationen entsprechen.

Den Wissenschaftlern gelang es jetzt mit Hilfe weiterer Experimente, die Gründe für diese Beobachtungen zu erklären. Hierfür untersuchten sie, wie schnell Keime Resistenzen gegen Antibiotika ausbilden, wenn sie gegen ein anderes Antibiotikum bereits resistent sind. Sogenannte Kreuzresistenzen bilden sich nicht in jedem Fall aus, wie die Ergebnisse darlegen. Liegt bereits eine Resistenz gegen das Antibiotikum A vor, kann das Bakterium gegen das Antibiotikum B ebenfalls eine Resistenz ausbilden. Dies geschieht meistens, wenn die Mechanismen zur Antibiotika-Abwehr sehr ähnlich sind oder sich ergänzen können. Diese Ausbildung von Multiresistenzen ist verantwortlich für den Eintritt eines erneuten Bakterienwachstums bei einigen Antibiotika-Cycling-Behandlungen. Im gegensätzlichen Fall kann das Bakterium gegen das Antibiotikum B auch eine erhöhte Sensitivität zeigen, wenn sich die Abwehrmechanismen ausschließen. Richtet das Antibiotikum A kaum einen Schaden bei den Bakterien an, sorgt das Antibiotikum B dafür, dass die Population verringert wird. Die Behandlung mit solchen Antibiotikakombinationen könnte also sehr erfolgsversprechend sein. „Ganz so einfach ist das Prinzip leider doch nicht“, stellt Schulenburg fest, „denn für die Bakterien gibt es mehrere Mechanismen, um gegen ein Antibiotikum resistent zu werden“.

Die Mechanismen von Resistenzen sollen aufgeklärt werden // Quelle: C. Barbosa, V. Trebosc, C. Kemmer, P. Rosenstiel, R. Beardmore, H. Schulenburg, G. Jansen

Die Mechanismen von Resistenzen sollen aufgeklärt werden // Quelle: C. Barbosa, V. Trebosc, C. Kemmer, P. Rosenstiel, R. Beardmore, H. Schulenburg, G. Jansen

Mit der Kombination von Antibiotika wird somit versucht, die Anpassungsfähigkeit der Bakterien auszutricksen. Zur Zeit wird noch untersucht, wie zudem eine schnell wechselnde Behandlung mit unterschiedlichen Antibiotika,  resistente Bakterien an der Vermehrung hindern kann. Kleine Schritte, die Hoffnung versprechen im Kampf gegen eine weltweite Gefahr.


Quellen zu den Grafiken:
1 – Review on Antimicrobial Resistance
2 – Pena-Miller, D. Laehnemann, G. Jansen, A. Fuentes-Hernandez, P. Rosenstiel, H. Schulenburg, R. Beardmore; Webseite
3 – C. Barbosa, V. Trebosc, C. Kemmer, P. Rosenstiel, R. Beardmore, H. Schulenburg, G. Jansen

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About Alexandra Tietze

Alexandra Tietze

Alexandra ist 21 Jahre alt und studiert Biochemie und Molekularbiologie. Sie ist seit Oktober 2016 beim Albrecht dabei.

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