Antibiotika: Gemeinsam sind sie stark

Pharmakologie. Antibiotikaresistente Bakterien gehören zu den größten Gefahren für die menschliche Gesundheit. Der Biophysiker Tobias Bollenbach sucht systematisch neue Kombinationen der Wirkstoffe, um ihr zu begegnen.

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Multiresistente Bakterien seien eines der „dringlichsten Gesundheitsrisken unserer Zeit und stellen eine Bedrohung für den medizinischen Fortschritt eines ganzen Jahrhunderts dar", mahnte der WHO-Chef Tedros Adhanom Ghebreyesus erneut am vergangenen Dienstag. Seit Jahren warnt die Weltgesundheitsorganisation vor den Keimen, gegen die kein Antibiotikum mehr wirkt, bis 2050 werden sie laut WHO-Schätzungen mehr Todesopfer fordern als Krebserkrankungen.

Obwohl man bereits kurz nach der Entdeckung des Penicillins erste Resistenzen beobachten konnte, wurden Antibiotika über viele Jahrzehnte in rauen Mengen und oft prophylaktisch eingesetzt, heute gibt es immer mehr Erreger, gegen die keines der herkömmlichen Medikamente mehr wirkt. Neue Wirkstoffe wären daher dringend nötig, doch deren Entwicklung steht zwei großen Problemen gegenüber, sagt der Biophysiker Tobias Bollenbach von der Universität Köln: „Oft stellt sich bei neuen Molekülen heraus, dass sie den gleichen Wirkungsmechanismus haben wie bereits bestehende Antibiotika, da kommt es dann auch schnell wieder zu Resistenzen. Das andere Problem ist, dass die Anreize für die Pharmaindustrie gering sind: Ein gut wirkendes Antibiotikum wird nur über einen kurzen Zeitraum eingenommen, und wenn es ein völlig neuer Wirkstoff ist, wird er für die seltenen Fälle aufgehoben, in denen sonst nichts mehr hilft."

 

Kombi-Wirkung oft unbekannt

Der Wissenschaftler arbeitet daher in einem vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt – das er am Institute for Science and Technologie Austria (IST) begann, bevor er nach Köln wechselte – an einem anderen Ansatz: Er erforscht, wie Antibiotika gemeinsam wirken, um in Zukunft durch gezielte Kombinationen nicht nur resistente Bakterien besser zu bekämpfen, sondern auch neue Resistenzen zu verhindern.

„Dazu untersuchen wir systematisch die Mechanismen der Wechselwirkungen. Die sind erstaunlich schlecht verstanden, gemessen an der Anwendungsbreite. Man weiß zwar für die einzelnen Antibiotika sehr genau, was sie in der Zelle machen, aber bei Kombinationen ist das nur in ganz wenigen Fällen bekannt."

Das will Bollenbach mit einer Sammlung an Colibakterien ändern, in der jedes der rund 4000 Gene der Mikroben in je einem Stamm ausgeschaltet wurde. An ihnen testet das Team des Wissenschaftlers verschiedene Kombinationen der wichtigsten Arten von Antibiotika. „Wir untersuchen dabei systematisch, welchen Einfluss die fehlenden Gene auf die Wechselwirkung der beiden Antibiotika haben. Sobald sich eines findet, bei dem die Wirkung der Kombination verstärkt wird, sich abschwächt oder sogar umkehrt, können wir genauer untersuchen, was es mit dem Gen auf sich hat." So ließe sich relativ leicht der dazugehörige molekulare Mechanismus ausmachen, der einen Effekt auf die Wechselwirkung hat. Für fast alle getesteten Antibiotika-Paare habe man so Wege gefunden, diese Wechselwirkung zu beeinflussen, sagt Bollenbach.

Dabei sucht er nicht zwangsläufig nur nach synergistischen, also sich verstärkenden Kombinationen: Auch sich gegenseitig aufhebende, also antagonistisch wirkende Antibiotika können gezielt gegen resistente Bakterien wirken. Bollenbach: „Ein typischer Resistenzmechanismus bei Bakterien ist die Fähigkeit, ein bestimmtes Antibiotikum aus der Zelle zu pumpen. Setzt man nun zwei Antagonisten ein, die sich gegenseitig aufheben, sind diese für normale Bakterien harmlos. Resistente Keime pumpen einen der beiden jedoch aus ihrer Zelle – es bleibt der andere übrig, der sie dann tötet." Solche Kombinationen könnten in Zukunft gezielt gegen resistente Erreger eingesetzt werden, ohne dabei einen Kahlschlag unter den vielen nützlichen Bakterien im Körper der Patienten zu verursachen.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 22.06.2019)

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