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Forscherin warnt vor Antibiotika-Resistenzen: „Eine sehr stille Pandemie“

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Von: Pamela Dörhöfer

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Stäbchenbakterien der Art Pseudomonas aeruginosa. Sie können unter anderem Harnwegsinfekte und Lungenentzündungen auslösen.
Stäbchenbakterien der Art Pseudomonas aeruginosa. Sie können unter anderem Harnwegsinfekte und Lungenentzündungen auslösen. © Getty Images

Die Mikrobiologin Tanja Schneider über zunehmende Resistenzen von Bakterien, eine „stille Pandemie“ im Schatten der Coronakrise und warum es so wie bisher nicht weitergehen kann.

Bonn – Antibiotika waren einst „Zauberkugeln“ – ein Begriff, den Paul Ehrlich um 1900 für einen (damals noch nicht gefundenen) zielgerichteten Arzneistoff gegen krankmachende Mikroben prägte. Doch zunehmende Resistenzen haben das früher so scharfe Schwert gegen bakterielle Infektionen an etlichen Stellen stumpf werden lassen. Tanja Schneider, Leiterin des Bereichs Pharmazeutische Mikrobiologie an der Universität Bonn, forscht mit ihrem Team seit Jahren an neuen Antibiotika und hat bei der Suche bereits Erfolge zu verzeichnen.

Frau Schneider, Bakterien als Krankheitsauslöser sind durch die Coronakrise in der öffentlichen Wahrnehmung in den Hintergrund gerückt. Dabei sind Resistenzen bakterieller Erreger schon lange und auch weiterhin ein großes Problem. Wie schätzen Sie die aktuelle Situation ein, hat sich in den vergangenen Jahren etwas gebessert oder eher noch verschlechtert?

Weltweit sterben jedes Jahr schätzungsweise 700.000 Menschen an Infektionen mit multiresistenten Keimen. Dabei ist weder die Dunkelziffer eingerechnet noch die Zahl der Menschen, die an bakteriellen Infektionen sterben, die nicht durch multiresistente Keime ausgelöst werden. Es werden für den einen oder anderen Erreger gelegentlich mal abnehmende Zahlen gemeldet. Aber im Großen und Ganzen muss man davon ausgehen, dass die Todesfälle durch bakterielle Infektionen in den nächsten Jahren steigen werden. Denn wir kommen zunehmend in eine Situation, wo für gewisse Erreger keine Antibiotika mehr zur Verfügung stehen. Vor allem die gramnegativen Bakterien sind in dieser Beziehung problematisch.

Welche Krankheiten lösen diese Erreger aus?

Das ist sehr vielfältig und reicht von Harnwegsinfekten bis hin zur Sepsis. Diese Erreger kommen häufig im Krankenhaus vor, wo viele Antibiotika eingesetzt werden – vor allem auf Intensivstationen und dort, wo invasive Maßnahmen wie Katheter oder Beatmung im Spiel sind. Corona hat uns in dieser Hinsicht doppelt getroffen. Die Menschen, die man invasiv beatmet hat, sind auch massiv mit Antibiotika behandelt worden, nicht gegen das Virus, sondern gegen bakterielle Superinfektionen. Das wirkt sich auch negativ auf die Situation mit Resistenzen aus. Seit vielen Jahren weiß man, dass die Lage sich stetig zuspitzt. Doch leider ist das eine sehr stille Pandemie. Die wenigsten Menschen machen sich bewusst, was diese Entwicklung wirklich bedeutet. Antibiotika sind Grundpfeiler der modernen Medizin.

Einführung von Antibiotika hat Lebenserwartung „vermutlich um zehn Jahre gesteigert“

Ihre Entdeckung vor knapp hundert Jahren dürfte für die gesamte Medizin eine große Wende dargestellt haben, oder?

Seit ihrer Einführung in den 1930er Jahren in den westlichen Ländern haben die Antibiotika dort die Lebenserwartung vermutlich um zehn Jahre gesteigert. Das ist enorm. Zum Vergleich: Könnten wir in den USA alle Krebserkrankungen auf einen Schlag heilen, würde das die Lebenserwartung um etwa zwei Jahre steigern. Man darf auch nicht vergessen, dass Antibiotika bei Transplantationen und anderen komplexen Operationen sowie bei Chemotherapien eingesetzt werden. Das wäre durch weitere Resistenzen auch in Gefahr.

Wann haben Bakterien angefangen, Resistenzen gegen Antibiotika zu entwickeln?

Bereits ein Jahr, nachdem Penicillin eingeführt wurde, fand man 1942 die ersten resistenten Staphylokokken. Schon Alexander Fleming, der Entdecker des Penicillins, wusste um das Problem. Er schrieb in seinen Aufzeichnungen, dass man Antibiotika immer in einer gewissen Menge und über einen ausreichenden Zeitraum geben müsse, weil Keime in der Lage sind, Resistenzen auszubilden. Der Einsatz von Antibiotika fördert Resistenzen, das ist ganz natürlich. Es ist im Prinzip eine evolutionäre Konsequenz.

Betrifft das alle Antibiotika, alle Bakterien?

Ja, es ist etwas Grundsätzliches. Bei einigen Substanzen dauert es länger, bei einigen geht es schneller. Einige Bakterien sind auch von Natur aus schon resistent. Und manchmal reicht eine einzige Mutation in der Zielstruktur aus, damit ein Antibiotikum nicht mehr andocken kann. Am Ende des Tages finden Bakterien irgendwann immer einen Weg, sich zu entziehen. In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereich „TRR261 - AntibioticCellMAP“ untersuchen wir, was in einer Bakterienzelle passiert, wenn sie von einem Antibiotikum angegriffen wird. So wollen wir unter anderem herausfinden, welche Tricks und Strategien sie parat hat, um die Wirkung zu umgehen. Denn wir wissen immer noch viel zu wenig über unseren Gegner. So kennen wir zum Beispiel die Zielstruktur von Penicillin. Was allerdings genau in der Bakterienzelle passiert, haben wir noch nicht vollständig verstanden. Auf der Basis dieses Wissens können wir dann hoffentlich zur Entdeckung und Entwicklung neuer Antibiotika beitragen. Und wir müssen auch unbedingt neue Quellen für Antibiotika erschließen.

Forschende suchen nach neuen Antibiotika in der Natur

Welche Ansätze gibt es für solche potenziellen neuen Antibiotika und wo könnten sie zu finden sein?

Unser Team von der Universität Bonn hat in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung und der North-eastern University aus den USA sowie dem Industriepartner Novobiotic Anfang 2015 eine solche Substanz gefunden. Sie heißt Teixobactin. Wir untersuchen sie seither. Teixobactin verfügt über einen besonderen Wirkmechanismus, der es Bakterien schwerer macht, dagegen anzugehen. Zumindest im Reagenzglas ließen sich keine Resistenzen feststellen. Teixobactin wurde aus einem im Boden vorkommenden, bis dahin nicht kultivierten Bakterium isoliert.

Gehen Sie davon aus, dass neue Antibiotika vor allem in der Natur zu finden sind?

Die meisten Antibiotika, mit denen wir heute in der Klinik arbeiten, sind Naturstoffe, die von Bakterien selbst produziert werden, um andere Bakterien am Wachstum zu hemmen oder zu töten. Deshalb sucht man in der Natur nach neuen Antibiotika, es hat sich gezeigt, dass wir hier nach wie vor die effizientesten Substanzen finden. Allerdings kann man nur untersuchen, was man in Händen hat. Bisher kennen wir Bakterien aber nur zu etwa einem Prozent, 99 Prozent sind unerforscht. Das zeigt, dass es da draußen noch eine Menge zu entdecken gibt. Wir müssen vielleicht nur mit innovativen Methoden oder an extremeren Orten suchen. Oder uns bislang nicht kultivierte Bakterien vornehmen, um dort neue Substanzen zu finden.

Antibiotika

Medikamente aus der Gruppe der Antibiotika wirken gegen Infektionen, die von Bakterien verursacht werden. Gegen Viren hingegen können Antibiotika nichts ausrichten.

Nicht jede Substanz wirkt gegen jedes Bakterium. Die Verordnung muss deshalb auf den Erreger abgestimmt werden. Es gibt allerdings Breitband-Antibiotika, die gegen viele verschiedene Bakterien wirksam sind.

Reserveantibiotika sind Substanzen, die nur dann gegeben werden dürfen, wenn der verursachende Erreger gegen andere Antibiotika resistent oder die Infektion besonders schwer ist.

Das erste bekannte Antibiotikum war das Penicillin. Als dessen Entdecker gilt der britische Mediziner Alexander Fleming. Er bemerkte 1928 zufällig in seinem Labor, wie Schimmelpilze, die unbeabsichtigt in eine Bakterienkultur geraten waren, eine wachstumshemmende Wirkung auf die Keime hatten. Fleming erhielt für seine Entdeckung 1945 den Nobelpreis für Medizin. Vor ihm gelang es bereits 1893 dem italienischen Arzt Bartolomeo Gosio, mit dem Stoffwechselprodukt eines Schimmelpilzes das Wachstum des Milzbranderregers zu hemmen. Seine Veröffentlichungen dazu wurden allerdings kaum beachtet. pam

Ein antibakterielles Mittel aus dem Labor wäre keine Option?

Vor einigen Jahrzehnten gab es die Idee zu schauen, welche Proteine essenziell für ein Bakterium sind und dann in einer Millionen Substanzen umfassenden Bibliothek nach potenziellen Wirkstoffen zu screenen. Tatsächlich ist man auf viele Substanzen gestoßen, die etwas gegen Bakterien ausrichten konnten – allerdings nur im Reagenzglas. Bei diesem Ansatz sind Milliarden Dollar versenkt worden, letztlich hat er kein einziges Antibiotikum hervorgebracht. Deshalb ist man heute der Ansicht, dass die Naturstoffe unsere beste Ressource sind. Die Evolution hat diese Substanzen schon optimiert, sie sind getrimmt auf das Abtöten von Konkurrenten. Da hat die Natur einen guten Job gemacht.

Keine Antibiotika-Klassen sind auf den Markt gekommen

Wie viele neue Antibiotika sind in den vergangenen zehn Jahren auf den Markt gekommen?

Neue Antibiotika-Klassen mit neuen Wirkmechanismen sind das, was man sich wünscht. Wenn das gemeint ist, muss ich antworten: keine einzige. Eine der neuesten einzelnen Substanzen auf den Markt ist das Daptomycin aus der Gruppe der Lipopeptide. Es wurde 2003 in den USA und 2006 in Deutschland zugelassen. Entdeckt wurde es allerdings bereits 1950. Dann haben wir noch die Oxazolidinone, sie wurden 1978 entdeckt und 2000 zugelassen. Derzeit versuchen wir, durch Veränderung bekannter Substanzen mit der Entwicklung Schritt zu halten.

Es werden ja immer wieder mal positive Ergebnisse aus der Grundlagenforschung gemeldet. Aber häufig hört man dann jahrelang oder nie mehr etwas davon.

Bis eine neue Substanz als Medikament zugelassen wird, ist es ein sehr langer Weg, der etwa zehn Jahre dauert. Und das Ganze ist auch extrem kostenintensiv. Man geht heute davon aus, dass die Entwicklung eines Antibiotikums etwa eine bis 1,5 Milliarden US-Dollar kostet. Die Chancen, von der Entdeckung tatsächlich zur Zulassung zu kommen, liegen aber nur bei einem Prozent oder weniger. Vor diesem Hintergrund kann man sich vorstellen, wie schwierig das ist – und wenig attraktiv für Pharmafirmen. Denn sie sind es ja, die letztlich das meiste Geld aufwenden müssen. Wenn dann später kein Profit damit zu erwarten ist, wird es natürlich schwierig. Deshalb ist die Politik gefragt, um hier Anreize zu schaffen.

Antibiotika heilen – und sind für die Pharmaindustrie nicht attraktiv genug

Sind Antibiotika für die Pharmaindustrie nicht attraktiv genug, weil man sie nicht langfristig nehmen muss?

Genau das ist das Problem. Antibiotika heilen. Man muss sie nicht wie Blutdruck- oder Cholesterinsenker dauerhaft einnehmen. Das Problem mit den Resistenzen macht es zusätzlich schwierig. Für ein Pharmaunternehmen bedeutet es, im schlimmsten Fall viel Geld in eine limitierte Ressource zu investieren. Trotzdem kann es so nicht weitergehen, denn sonst werden wir in absehbarer Zeit in eine sehr bedrohliche Lage geraten. Der Ökonom Jim O’Neill hat im Jahr 2014 prognostiziert, wenn wir keine neuen, gut wirksamen Substanzen finden, könnten ab 2050 jedes Jahr zehn Millionen Menschen an Infektionen mit multiresistenten Keimen sterben. Schon eine Zahn-Operation oder eine Verletzung bei der Gartenarbeit könnten dann zum Riesenproblem werden. Man sollte nicht dramatisieren, aber man muss auch in der Bevölkerung ein Bewusstsein schaffen, dass wir es hier mit sehr wichtigen Medikamenten zu tun haben – die man nicht unbedingt nehmen sollte, nur weil man einen Schnupfen hat. Ganz abgesehen davon, dass ein Antibiotikum in den meisten Fällen ohnehin nicht hilft, weil die Verursacher häufig Viren sind. Ich vermute, dass die meisten Menschen diese Problematik nicht auf dem Schirm haben.

Welche Rolle spielt die Tiermast? Dort werden Antibiotika ja auch oft prophylaktisch eingesetzt.

In der Tiermast werden sie sogar noch häufiger verwendet als in der Humanmedizin. Bisher war es so, dass nicht nur ein Tier behandelt wurde, sondern immer gleich alle vorsorglich ein Antibiotikum bekommen haben. Mit dem Ende Januar in Kraft getretenen neuen Tierarzneimittelgesetz der EU soll dieses Vorgehen künftig nicht mehr möglich sein. Wir werden sehen, wie erfolgreich das letztlich umgesetzt wird. Allerdings liegt mir sehr am Herzen, dass Tiermast und Tiermedizin nicht in einen Topf geworfen werden dürfen. Auch Tiere haben ein Recht darauf, antibiotisch behandelt zu werden. Tiermedizin ist kein Treiber von Resistenzen, es geht nur um die massenhafte Verabreichung von Antibiotika.

Was kann jede, jeder Einzelne machen, um mit dem eigenen Verhalten nicht weitere Resistenzen zu begünstigen?

Man sollte nicht bei jedem grippalen Infekt darauf drängen, ein Antibiotikum zu bekommen. Grundsätzlich ist es wichtig, gezielter zu therapieren. Natürlich gibt es auch virale Infekte, wo ein Antibiotikum sinnvoll ist – dann, wenn eine bakterielle Superinfektion droht. Wichtig ist auch, ein Antibiotikum nicht eigenmächtig abzusetzen, wenn man sich besser fühlt. Man darf auch nie Tabletten ins Abwasser entsorgen. Denn auch dort bilden sich Resistenzen. Ein weiterer wichtiger Punkt betrifft unser Essverhalten. Für mich ist Billigfleisch eine Katastrophe, nicht nur wegen des Tierwohls und des Klimas, sondern auch im Hinblick auf Resistenzen. Wenn wir alle weniger Fleisch essen und vor allem kein Fleisch aus Massentierhaltung kaufen, tragen wir auch dazu bei, dass sich nicht noch mehr Resistenzen bilden. (Interview: Pamela Dörhöfer)

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