Herzlich willkommen, ich bin Lukas und das ist Episode 1: Antibiotika in der Krise?

Aus unserer heutigen Sicht ist es unvorstellbar, unter welchen gesundheitlichen Bedingungen man noch vor 100 Jahren leben musste. Damals starben etwa 40 % aller Menschen noch im Kindesalter und die Lebenserwartung lag unter 30 Jahren [1]; zum Vergleich, in Deutschland liegt heute die Kindersterblichkeit bei 0,3 % [2]. Die medizinische Forschung, so wie wir sie heute kennen, brachte bessere Hygiene und Versorgung; und das Wissen, wie wir einen unserer größten Feinde bekämpfen: Krankheitserreger.

Dass wir hier Krankheiten wie Diphtherie, Tetanus, Typhus oder Cholera nur noch im Namen kennen, basiert auf zwei wichtigen Pfeilern: der Vorbeugung durch Impfungen und der Behandlung mit Antibiotika. Und während einer dieser Pfeiler daran zerbricht, dass Menschen voreingenommer sind als man denkt, bröckelt der andere, weil Bakterien cleverer sind als man denkt.

In der heutigen Episode beschäftigen wir uns damit, wie Bakterien es schaffen gegen Antibiotika resistent zu werden, was unser Antibiotikakonsum damit zu tun hat, und wie wir auch in Zukunft bakterielle Infektionen bekämpfen wollen.

Bevor wir uns mit den Antibiotika beschäftigen, will ich zuerst ein häufiges Missverständnis ansprechen: Bakterien sind an sich nicht böse. Sie existieren überall um dich herum, auf dir und in dir. Du bist Heimat für etwa 10 Billionen von ihnen, ungefähr so viele wie Zellen in deinem Körper [3]. Viele schützen dich, sorgen für deine Ernährung und halten dich sauber.

Nur ein kleiner Teil der Bakterien der Bakterien können dir gefährlich werden. Sie wollen eigentlich, so wie alle Lebewesen, überleben und sich selbst verbreiten, nur dass sie dich dabei verletzen. Diese werden dann konkret als Krankheitserreger bezeichnet, die deiner Gesundheit schaden können und das auch machen, wenn es dein Körper nicht schafft sie abzuwehren. Dein Körper ist gut darauf vorbereitet die Krankheit zu bekämpfen. Bakterien und andere Mikroorganismen machen dasselbe, auch wenn sie kein so ausgefeiltes Immunsystem haben wie du. Stattdessen schütten sie Stoffe aus, die die Angreifer zerstören oder zumindest schwächen. Wir Menschen haben diese Stoffe gefunden und ihnen einen Namen gegeben: Antibiotika.

Ab den 1920ern wurden immer mehr antibiotische Stoffe entdeckt und angewendet. Vor allem in Militärkrankenhäusern der 30er- und 40er-Jahre konnten sie gut gebraucht werden um die Verbreitung von Infektionen unter schlechten hygienischen Bedingungen einzuschränken. Doch bald geschah etwas Unerwartetes: Sulfonamid, ein Antibiotikum das gegen Streptococcus pyogenes, einem Erreger von Scharlach und Entzündungen im Hals, wirkte nicht mehr [4]. Der Erreger ist resistent gegen Sulfonamid geworden.

Dass kurz darauf dasselbe auch in zivilen Krankenhäusern geschah [5] hielt vorerst den Siegeszug der Antibiotika nicht auf. Bis in die 1980er wurden zahlreiche neue Stoffe in der Natur gefunden oder chemisch hergestellt. Bakterielle Infektionen wurden massiv eingegrenzt, doch die Gefahr hinter den Resistenzen wurde auch immer klarer. Alexander Fleming, der Entdecker des Penicillins, warnte bereits 1945 vor den Folgen fehlerhaftem Antibiotikaeinsatzes. In seiner Rede anlässlich der Verleihung des Nobelpreises sagte er:

„Die Zeit wird kommen, in der Penicillin von jedermann in Geschäften gekauft werden kann. Dadurch besteht die Gefahr, dass der Unwissende das Penicillin in zu niedrigen Dosen verwendet. Indem er die Mikroben nun nicht-tödlichen Mengen aussetzt, macht er sie resistent.“ [6]

Um zu verstehen, woher die Resistenzen kommen, müssen wir uns erstmal anschauen, wie Antibiotika in den Bakterien wirken. Einfach gesagt, blockiert man einen Ablauf, der für die Zelle funktionsnotwendig ist. Man kann die Zellwand oder Zellmembran stören und damit destabilisieren; oder man greift in den Stoffwechsel ein und sorgt dafür, dass dem Bakterium molekulare Bausteine oder die Energie ausgehen; oder man verhindert, dass die Zelle überhaupt neue Proteine, RNA oder DNA herstellen kann.

Resistenz bedeutet dann, dass das Bakterium sich dagegen schützt, indem es sich verändert und mutiert, und das Antibiotikum damit unwirksam macht. Sie können verhindern, dass die Antibiotika überhaupt aufgenommen werden, Enzyme herstellen, die die Antibiotika zersetzen, oder Pumpen, die sie wieder aus der Zelle entfernen; aber auch der Wirkort kann sich verändern und damit die Wirkung verhindern.

Ich meinte zu Beginn, dass Bakterien cleverer sind, als man denkt. All diese Optionen resistent zu werden sind schon clever, aber dazu kommt noch eine wichtige Fähigkeit, die das Überleben der Bakterien sichert: der Gentransfer. Bakterien müssen sich nämlich nicht auf den Zufall verlassen um eine Resistenzmutation zu erlangen, sie können an eine andere Zelle andocken, die bereits resistent ist und das mutierte Gen übertragen. Sie können sogar frei herumschwimmende DNA aufnehmen, von einem gestorbenen Bakterium etwa und die Information dieser DNA nutzen. Aber auch durch Viren können solche Mutationen verbreitet werden. Dieser Gentransfer ermöglicht, dass sich Resistenzen schnell ausbreiten können und das sogar zwischen verschiedenen Arten.

Nun ist es ja ganz sinnvoll, dass man nach einer neuen Behandlung sucht, wenn die alte nicht mehr wirkt. Das bedeutet, wenn die Erreger gegen ein Antibiotikum resistent werden, nimmt man halt ein anderes. Das Problem dabei sollte deutlich sein: Was wenn es der Erreger schafft auch gegen das neue Antibiotikum resistent zu werden? Dann kämpft man mit multiresistenten Bakterien. Und diese werden immer häufiger.

Bereits in den 70er und 80er tauchten multiresistente Stämme auf, so etwa von Mycobacterium tuberculosis [7], dem wichtigsten Tuberkuloseerreger, oder Haemophilus influenzae [8], einem Auslöser von Hirnhautentzündung. Heute sind viele Stämme bekannt, die gegen ein oder mehrere Antibiotika resistent sind.

Ähnlich verhält es sich auch mit Salmonella typhi, dem Erreger der Krankheit Typhus. Hier lässt sich bereits seit 40 Jahren gut nachverfolgen, wie nach und nach Resistenzen entstehen und sich ausbreiten. Seit den 90ern sind multiresistente Stämme bekannt, die gegenüber 3 viel verfügbaren Antibiotika resistent sind: Ampicillin, Chloramphenicol, Trimethoprim-Sulfamethoxazole. Man wechselte, vor allem in Süd- und Südostasien zu Ciproflaxin, entdeckte aber auch bald darauf dazu resistente Stämme, die sich ausbreiteten. Also wechselt man zu Ceftriaxon und Azithromycin, aber auch dazu wurden bereits resistente Stämme gefunden. In manchen Fällen sind die Erreger gegen alle einsetzbaren Antibiotika resistent und damit überhaupt nicht mehr auf diese Weise behandelbar [9].

Typhus ist hier dank besserem Zugang zu sauberem Wasser, sanitären Anlagen und moderner medizinischer Versorgung kaum ein Problem mehr, aber auch in Europa lassen sich die Folgen unseres Antibiotikaeinsatzes spüren, was uns jetzt erst nach und nach klar wird.

Wann hast du zum letzten Mal ein Antibiotikum verschrieben bekommen? War es ein Problem mit der Verdauung? Mittelohrentzündung? Grippeähnliche Symptome? Antibiotika sollten nach der deutschen Richtlinie zu Antibiotikatherapie nur verordnet werden, wenn es geklärt ist, dass es sich wirklich um eine Infektion handelt, dann gibt es Bestimmungen welcher Stoff zur Behandlung eingesetzt werden soll und dann soll die Therapie nach 2 bis 3 Tagen erneut eingeschätzt und gegebenenfalls verändert werden, vor allem wenn sich herausstellt, dass die vermutete Infektion nicht die Ursache für die Krankheit ist [10]. Ist das alles geschehen, als du zum letzten Mal ein Antibiotikum nehmen musstest?

In vielen Fällen passiert das nicht und die Behandlung ist damit unnütz, denn Antibiotika sind einfach nicht wirksam gegen körperliche Beschwerden oder Infektionen mit Viren. Die Folge des übermäßigen Einsatzes ist, wie bereits angesprochen, die Bildung von Resistenzen. Dabei hat sich eine Gruppe an Erregern als besonders hartnäckig herausgestellt: die sogenannten „Krankenhauskeime“. Diese tauchen dort auf, weil sich Bakterien schnell ausbreiten und vorgeschwächte Betroffene infizieren können.

Einer dieser Erreger ist Staphylococcus aureus, besser bekannt unter dem Namen MRSA. Ein kleiner Zusatzfakt übrigens: Es wird häufig angenommen, dass die Abkürzung MR für „multiresistent“ stünde. Sie steht jedoch für „Methicillin-resistent“ und beschreibt die Resistenz gegenüber Methicillin und einer Reihe verwandter Antibiotika. Trotzdem findet man den Erreger auch mit Resistenzen für andere Antibiotikaklassen, was ihn besonders hartnäckig macht. Fakt ist jedoch, dass viele Fälle vermeidbar wären, denn ein zuverlässiges Mittel gegen die Verbreitung solcher Erreger sind ordentliche Desinfektionsmaßnahmen, welche häufig vernachlässigt werden [11].

Eine Studie, die diesen Monat veröffentlicht wurde vergleicht europaweit die Folgen 8 bakterieller Erreger mit Resistenzen, die auch häufig in Krankenhäusern auftauchen. Es wurden über 670 Tausend Fälle dokumentiert, über 33 Tausend endeten tödlich. Davon waren 2363 Fälle mit Todesfolge in Deutschland. Schlimmer noch: vor allem Babys und ältere Menschen sind betroffen, da diese am empfindlichsten auf Infektionen reagieren. Insgesamt hat sich die Zahl an Fällen seit 2007 verdoppelt und vorher unbekannte Resistenzen sind aufgetaucht [12].

Auf globaler Ebene ist einer der bedrohlich Erreger Mycobacterium tuberculosis, der wichtigsten Tuberkuloseerreger. Die Weltgesundheitsorganisation WHO veröffentlicht daher jährlich einen Tuberkulosereport, welcher auch zunehmend auf resistente Stämme des Erregers eingeht. Von 10 Millionen Neuerkrankungen im Jahr 2017 waren 558 Tausend mit multiresistenten Erregern, etwa 5 % also, und während die Zahl an neuen Erkrankungen seit 1990 stetig sinkt, nimmt die Zahl an resistenten Fällen hingegen zu [13]. Zusätzlich wurden in über 100 Ländern Bakterien nachgewiesen, die gegen alle üblichen Antibiotika resistent sind, womit die Krankheit bei Ausbruch kaum behandelbar ist [14].

Dass das Problem ein weltweites ist, ließ sich an einer Mutation in Klebsiella pneumoniae, einem vor allem in Krankenhäusern gefährlichen Erreger der Lungenentzündungen verursacht, nachverfolgen, welche das Bakterium resistent gegen eine bestimmte Antibiotikaklasse macht. Ein Enzym, welches in der Lage ist das Antibiotikum abzubauen wurde zuerst in Indien nachgewiesen, dann in Pakistan und als nächstes in Patienten aus diesen Ländern in Schweden und Großbritannien. Der resistente Stamm verbreitete sich weiter nach Japan, den USA, Kanada und weiteren Teilen Europas. Zusätzlich ließ sich hier auch der Gentransfer beobachten, denn nach Klebsiella pneumoniae wurde die Mutation auch in Escherichia coli und Acinetobacter baumannii gefunden, und damit in zwei weiteren Erregern, die in Krankenhäusern gefährlich sind [15].

Und das Problem betrifft auch nicht nur uns Menschen, auch die Natur wird durch den massiven Einsatz der Antibiotika beeinflusst. Wie am Anfang erwähnt kommen die meisten Antibiotika aus der Natur und sind ein natürlicher Schutzmechanismus, der das Leben und Überleben von Mikroorganismen beeinflusst. Von daher ist es nicht verwunderlich, dass man an vielen Orten natürlich vorkommende Resistenzen findet [16]. Diese Konstellation kann dadurch gestört werden, wenn man von außen Antibiotika in diese Systeme einführt.

Leider passiert genau dies: 50 bis 80 % der Wirkstoffe werden in noch wirksamer Form wieder ausgeschieden und landen, falls sie nicht schon vorher in natürliche Systeme übergehen, in den Kläranlagen. Diese sind der letzte große Sammelort für unsere Abfälle und so sammeln sich auch die Antibiotikaüberreste im Klärschlamm, gehen jedoch auch in den Wasserkreislauf ein, was weltweit an einer Zunahme der Antibiotikakonzentration in Flüssen, Seen und in geringem Maße auch in Küsten- und Meeresregionen nachgewiesen wurde [16].

Und mit hohen Mengen an Antibiotika kommt auch immer der Druck auf die Bakterien Resistenzen zu erwerben, vor allem in Kläranlagen, in denen es vor Bakterien wimmelt und der zuvor angesprochene Gentransfer stattfinden kann [17], [18]. Falls der Klärschlamm dann auch noch als Dünger eingesetzt wird können die Resistenzen an die mikrobiotische Gemeinschaft des Bodens übertragen werden, genauso wie die Antibiotikaüberreste die sich im Schlamm befinden [19]. Resistente Bakterien gelangen so in Nutzpflanzen und damit auch wieder in unsere Nähe [20].

Über alledem thront jedoch noch ein großer Verursacher von Antibiotikaüberresten und den daraus folgenden Resistenzen: die industrielle Tierhaltung. Dort würde der Ausbruch einer bakteriellen Infektion einen großen Teil der Tiere nutzlos machen; ein wirtschaftliches Desaster. Als Vorsorge Antibiotika zu verabreichen ist vergleichsweise preiswert, wenig reguliert aber vor allem wirksam. Tatsächlich sogar so wirksam, dass 2016 in den USA 14 Millionen Kilogramm in der Tierhaltung eingesetzt werden, das entspricht 80 % aller Antibiotika [21]. Im Jahr 2015 wurden in Deutschland jeweils zwischen 700 und 800 Tausend Kilogramm in Human- und Tiermedizin eingesetzt, also teilt es sich hier ungefähr 50/50 [22]. Die Folge ist, ähnlich wie beim Einsatz von Antibiotika beim Menschen, die Ausbildung von Resistenzen in Bakterien, die dann über die tierischen Produkte wieder bei uns landen [23].

Nun wird aber auch bei Tieren ein Großteil wieder ausgeschieden, nur mit dem Unterschied, dass tierische Überreste nicht so gut aufgereinigt werden, wie in unseren Abwassersystemen. Zusätzlich werden diese Abfälle oft als Dünger eingesetzt. Es spielt sich dasselbe Problem ab, wie bei den Kläranlagen: die Antibiotika und resistente Bakterien aus den Überresten landen im Boden und im Wasser [24]. Sie beeinflussen die dortigen Gesellschaften an Mikroorganismen und können über Nutzpflanzen wieder zu uns gelangen.

Das alles mag jetzt etwas einschüchternd klingen. Wir sind dabei die Folgen unseres Antibiotikaeinsatzes kennenzulernen und müssen darauf reagieren. Der achtsame und richtige Umgang mit Antibiotika ist wichtig um den anstehenden Problemen entgegenzutreten. Doch wie organisiert und reguliert man etwas so weitläufig Verfügbares und Benötigtes? Können wir neue Antibiotika finden? Oder müssen wir uns langsam von der Wunderwaffe gegen bakterielle Infektionen verabschieden und Alternativen nutzen? Und welche Alternativen gibt es überhaupt? Im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen stellt sich die Frage: Wo steht die Wissenschaft?

Zentrale gesundheitliche Organisationen leiten die Bestrebungen für ein gemeinsames Vorgehen im Kampf gegen bakterielle Infektionen; so etwa das deutsche Robert-Koch-Institut in Berlin, oder das europäische Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten. Auf globaler Ebene agiert die Weltgesundheitsorganisation. Diese stellte 2015 einen Aktionsplan vor, der Antibiotikaresistenzen zu einem Thema hoher gesundheitlicher Priorität erklärte [25]. In Anlehnung daran, verabschiedete auch die deutsche Bundesregierung 2015 einen Plan: DART 2020; die deutsche Antibiotika-Resistenzstrategie [26]. Es werden jeweils 5 ähnliche Ziele gesetzt und es lohnt sich auf diese einen Blick im Detail zu werfen um zu verstehen wie wir die Herausforderungen angreifen:

Ziel 1 ist unser Wissen durch Beobachtung und Forschung stärken.

Wie wir gesehen haben sind Antibiotikaresistenzen ein globales Problem und müssen auch als solches betrachtet werden. Eine Voraussetzung gemeinsam zu agieren ist, das volle Ausmaß der Herausforderung zu verstehen. Dafür werden Daten erhoben, die nachvollziehen wo welche Erreger und Resistenzen auftreten und wie sich diese Vorkommnisse verändern, örtlich und zeitlich. Aber uns fehlt auch Wissen wie die Resistenzen und unser antibiotikabelasteter Abfall auf die Natur einwirken und Wege finden negative Folgen zu minimieren. Diese Forschung ist jedoch noch in den Anfängen und es muss erst geklärt werden, wie wir zum Beispiel Antibiotika gezielt aus Abfällen filtern können oder welchen konkreten Einfluss Antibiotikaverschmutzung in Böden und Gewässern hat [27], [28]. Solange lassen sich auch die Folgen auf die unsere Gesellschaft nicht völlig abschätzen [29].

Ziel 2 ist den Einsatz von Antibiotika optimieren und damit vor allem zu minimieren.

Zurecht wird das mangelnde Bewusstsein der Problematik in der Öffentlichkeit kritisiert, denn sie führt auch zu unverantwortlichem Umgang mit Antibiotika. Ich habe bereits angesprochen, dass die Verschreibung dieser Medikamente oft ohne Wirkung ist. Eine US-amerikanische Studie verdeutlicht dies: von 15 Tausend ambulanten Patienten mit grippeähnlichen Symptomen erhielten 4 von 10 Antibiotika. Bei der Analyse stellte sich heraus, dass bei 41 % dieser Fälle Atemwegsentzündungen oder eine Infektion mit der viralen Influenza-Grippe die Ursache sind; und Antibiotika damit zwecklos [30]. Noch alarmierender ist eine Meldung der US-amerikanischen „Centers for Disease Control and Prevention“, welche 2013 berichteten, dass bis zu 50 % aller Antibiotikabehandlungen fehlerbehaftet sind, meist begründet dadurch, dass das gewählte Präparat nicht wirksam gegen den Krankheitserreger ist, oder eine unwirksame Dosis eingesetzt wird. Das Problem wird dadurch verschärft, dass in den USA viele Antibiotika zur Selbstmedikation verfügbar sind [31].

Ziel 3 ist das Auftreten von Infektionen verringern.

Dieser Punkt ist anscheinend selbsterklärend: Wer den Einsatz von Antibiotika vermeiden will, sollte nicht krank werden. So einfach ist es doch nicht, denn die richtige Diagnostik, der Zugang zu modernen Behandlungsmethoden und angemessene Prävention sind stark ortsabhängig und vor allem in ärmeren Regionen problematisch. Prävention heißt dabei gute hygienische Voraussetzungen, also Zugang zu sauberem Wasser und medizinischer Versorgung, was leider noch nicht überall gegeben ist. Dies spielt zusammen mit einem weniger regulierten Antibiotikaeinsatz in diesen Ländern, da sie als einfache, wirksame Behandlung verfügbar sind, während kein Zugang zu neueren, teureren Therapieoptionen besteht. Dies ist auch der Grund, warum gerade im globalen Süden der Effekt resistenter Erreger am stärksten ist [32]. Nichtsdestotrotz sind hier Erfolge zu vermelden: der bereits erwähnte, jährlich veröffentlichte Tuberkulosereport der Weltgesundheitsorganisation WHO zeigt jährlich abnehmende Fallzahlen. Weltweit sinkt die Kindersterblichkeitsrate, während die Lebenserwartung steigt [33]. Dieser Trend wäre ohne eine bessere Versorgung der Menschen in den ärmeren Regionen der Welt unmöglich und wird auch dadurch begleitet, dass viele bakterielle Infektionen vermieden werden können [34].

Ziel 4 ist ein besseres Verständnis von Antibiotikaresistenzen gewinnen.

Dass Antibiotikaresistenzen ein zu wenig diskutiertes Thema sind, sollte jedem klar geworden sein, der in dieser Episode mindestens einen Oha-Moment hatte. Doch wie macht man die breite Öffentlichkeit auf ein neues, wichtiges Problem aufmerksam? In dem man darüber informiert und diese Informationen in der Gesellschaft weiterverbreitet. In vielen Arztpraxen liegen dazu zum Beispiel Informationen aus und im November finden zur Sensibilisierung jährlich die Weltantibiotikawoche der WHO und der europäische Antibiotikatag statt. Auch ich will mit dieser Episode informieren und Verständnis verbreiten, daher hier ein kleiner Aufruf: Nehmt den Oha-Moment, den ihr hattet mit und bringt ihn beim nächsten Gespräch unter Bekannten oder im Freundeskreis ein. Vielleicht können wir damit einen kleinen Beitrag zu diesem Ziel leisten.

Und schließlich Ziel 5; Sicherstellen, dass im Einsatz gegen Antibiotikaresistenzen nachhaltige Investitionen gibt.

Neben allen Bestreben zu besserer Zusammenarbeit, Aufklärung, Regulation und Versorgung im Zusammenhang mit den aktuellen Antibiotika drängt sich eine Frage in den Raum: Wo bleiben die neuen Antibiotika? Wenn man bis jetzt immer neue Behandlungsmöglichkeiten hatte, warum werden dann jetzt keine mehr gefunden? Darauf gibt es zwei Antworten. Eins; die auf einfachen Wegen in der Natur auffindbaren oder chemisch synthetisierbaren Antibiotika wurden bereits gefunden [35]. Zwei; die Suche nach neuen Antibiotika gestaltet sich so schwer, dass sich Investitionen kaum lohnen. Der Aufwand einen neuen Stoff zu finden ist zu hoch und die Einsetzbarkeit eben wegen der Resistenzen begrenzt, sodass es sich aus wirtschaftlicher Sicht schlichtweg nicht lohnt [36]. Daher bleiben große industrielle Aufwendungen leider aus, auch wenn es an Ideen nicht mangelt. In den nächsten paar Minuten möchte ich einige dieser Ideen kurz vorstellen um zu zeigen wie wir uns in Zukunft weiter gegen bakterielle Erreger wehren können.

Fangen wir mit dem vielleicht naheliegendsten und auch seit Jahrzehnten erfolgreich umgesetzten Ansatz an: Wir nehmen die Antibiotika, die wir bereits kennen und verändern sie ein wenig. Dies wird getan um den Stoff wirksamer zu machen, Nebenwirkungen zu verringern oder Resistenzen zu umgehen [37]. Tatsächlich gehören fast alle in den letzten Jahrzehnten neu zugelassenen Antibiotika zu den Stoffklassen, die vor 1980 entdeckt wurden [38].

In den letzten Jahren hat sich dabei der Ansatz als besonders nützlich erwiesen Moleküle und deren Interaktion im Computer zu modellieren. Dabei geht man von der bekannten Grundstruktur aus und kann dann besser verstehen, wie Antibiotika an ihre Ziele binden und wie man deren Wirkung verbessern kann. In dieser Simulation kann man dann das Molekül verändern und schauen, wie sich die Interaktion verändert [39]. Da diese Antibiotika jedoch strukturell auf den bereits Bekannten fußen und damit in derselben Stoffklasse bleiben, ist der Einsatz bei resistenten Erregern nur wenig erfolgreich, da bei Resistenzbildungen meist die ganze Antibiotikaklasse unwirksam wird.

Ein anderer Ansatz ist die Entdeckung komplett neuer Antibiotika in der Natur. Aber meinte ich nicht zuvor, dass bereits alle auffindbaren natürlichen Strukturen gefunden wurden? Nur wenn man nicht wagt über den Tellerrand hinaus zu schauen. Tatsächlich ist es so, dass nur ein kleiner Bruchteil aller Mikroorganismen überhaupt im Labor kultiviert werden kann und damit als Grundlage für die Suche nach Antibiotika diente [40].

Dass es in bislang unkultivierbaren Organismen zuvor völlig unbekannte Strukturen gibt zeigte eine Entdeckung deutscher Forschender im Jahr 2004: In Sedimenten vom Boden der Japanischen See wurden Bakterien gefunden, die einen bislang unbekannten antibiotischen Stoff herstellten [41]. Bislang musste man mit viel Aufwand die Wachstumsbedingungen möglichst gut nachahmen in der Hoffnung die Mikroorganismen kultivieren zu können. Ein neuerer Ansatz ermöglicht es hingegen den Organismen genetische Informationen zu entnehmen und in Bakterien einzuführen, die sich leichter kultivieren lassen. Dies geschieht mit dem Ziel, dass die eingebrachten Informationen den Bauplan für neue Antibiotika enthalten [42].

Bis jetzt haben wir uns hauptsächlich mit Antibiotika beschäftigt, die Mikroorganismen nutzen, um sich untereinander abzuwehren. Aber auch dein Körper produziert Antibiotika, genauso wie fast alle Organismen; sogenannte Antimikrobielle Peptide. Diese sind Teil des natürlichen Immunsystems und helfen bei der Reaktion des Körpers auf eine Infektion. Über 600 von ihnen sind mittlerweile bekannt. Manche werden sogar schon als Antibiotikum eingesetzt [43].

Ihr großer Vorteil: sie sind Teil deines Körpers. Das heißt, sie werden außerhalb deines Körpers schnell abgebaut, was ja einen großen Teil des Resistenzproblems löst, und wirken neben ihrer antibiotischen Funktion auch entzündungshemmend und unterstützen die Immunantwort. Ihr großer Nachteil ist jedoch: sie sind Teil deines Körpers. Das heißt, sie führen leicht zu Nebenwirkungen, wenn sie auf eine Art und Weise eingesetzt, die dein Körper nicht verträgt. Und sollte sich tatsächlich eine Resistenz gegen ein solches Peptid entwickeln, könnte die Funktion unseres Immunsystems beeinträchtigt werden [44].

Bei allen Ansätzen die ich in den letzten Minuten angesprochen habe bleibt jedoch das Problem, das Bakterien in der Lage sind um gegen die antibakteriellen Substanzen resistent werden zu können. Wie wäre es, wenn wir diesen Überlebenskünstlern eine genauso schlaue Überlebensmaschine gegenübersetzen. Die Rede ist von Viren, um genau zu sein von Bakteriophagen. Also Viren, die Bakterien angreifen mit dem Ziel sich innerhalb der Zelle zu reproduzieren, bis diese einfach stirbt und dabei die neuen Viren in die Umgebung entlässt. Das Besondere dabei ist, dass Viren auch auf genetischen Informationen basieren. Das heißt, sie sind genauso wie die Bakterien in der Lage sich zu verändern. Wenn also ein Schutzmechanismus, eine Resistenz, gegen den Bakteriophagen aufgebaut wird, kann dieser sich anpassen und dadurch wieder effektiv werden. Dass wir uns diesen Vorgang im Kampf gegen bakterielle Infektionen zunutze machen können wissen wir mittlerweile seit 100 Jahren. 1919 wurden erstmals Phagen in der Behandlung einer Infektion eingesetzt [45] und bevor Antibiotika zur weitverbreiteten Therapie der Wahl wurden, zumindest in der westlichen Welt des kalten Krieges, wurde an beiden Ansätzen parallel geforscht [46].

Dabei unterscheiden sie sich, neben der bereits erwähnten Umgehung von Resistenzen, noch in anderen Punkten immens: sie sind zum einen spezifisch für eine Art oder einen Stamm an Bakterien, während andere Bakterien im Körper nicht beeinträchtigt werden [47]. Zum anderen können sich Phagen selbst replizieren. Ist das Wirtsbakterium also vorhanden, kann da Virus sich vermehren und dieses Bakterium rasch eliminieren. Ohne den Wirt kann es sich auch nicht vermehren und wird dann mit der Zeit aus dem Körper entfernt. Und auch wenn Phagentherapie heute noch nicht als kommerzielle Therapie eingesetzt wird, zeigt sich dennoch die Funktion als wirksames Mittel, selbst wenn Antibiotika versagen [48].

Damit zeigt sich, dass es auch über Antibiotika hinaus Möglichkeiten gibt bakteriellen Infektionen gegenüberzutreten. Und unabhängig davon, ob wir in Zukunft weiterentwickelte oder neue Antibiotika nutzen werden, Viren schlucken oder uns einer der vielen anderen Ideen zuwenden: Resistente Erreger sind ein Problem der Gegenwart und die Ursache, unser Antibiotikaeinsatz, sollte jedem bewusst sein.


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[45] Chanishvili, N. (2012). Phage therapy—history from Twort and d’Herelle through Soviet experience to current approaches. In Advances in virus research (Vol. 83, pp. 3-40). Academic Press.

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[47] Mikkelsen, K. H., et al. (2016). Effect of antibiotics on gut microbiota, glucose metabolism and body weight regulation: a review of the literature. Diabetes, Obesity and Metabolism, 18(5), 444-453.

[48] Wright, A., et al. (2009). A controlled clinical trial of a therapeutic bacteriophage preparation in chronic otitis due to antibiotic‐resistant Pseudomonas aeruginosa; a preliminary report of efficacy. Clinical otolaryngology, 34(4), 349-357.

Zugrunde liegende Reviews mit weiterführenden Informationen:

[49] Viens, A. M., & Littmann, J. (2015). Is antimicrobial resistance a slowly emerging disaster?. Public Health Ethics, 8(3), 255-265.
[50] Gothwal, R., & Shashidhar, T. (2015). Antibiotic pollution in the environment: a review. Clean–Soil, Air, Water, 43(4), 479-489.
[51] Rios, A. C., et al. (2016). Alternatives to overcoming bacterial resistances: state-of-the-art. Microbiological research, 191, 51-80.
[52] O’Connell, K. M., et al. (2013). Combating multidrug‐resistant bacteria: Current strategies for the discovery of novel antibacterials. Angewandte Chemie International Edition, 52(41), 10706-10733.
[53] Viertel, T. M., et al. (2014). Viruses versus bacteria—novel approaches to phage therapy as a tool against multidrug-resistant pathogens. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 69(9), 2326-2336.

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