Forscher der University of Otago haben neue Wege zur Behandlung antibiotikaresistenter Tuberkulosestämme (TB) entdeckt und damit die Tür zu neuen Ansätzen zur Bekämpfung der Krankheit geöffnet, an der täglich etwa 4.000 Menschen sterben.
Unter der Leitung von Ph.D. Kandidatin Natalie Waller und leitender Autor Dr. Matthew McNeil von der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie konnten die Forscher Antibiotika identifizieren, die arzneimittelresistente TB-Stämme schnell abtöten und in Kombination das Auftreten von Arzneimittelresistenzen vollständig verhindern könnten.
TB ist weltweit eine der Hauptursachen für die Morbidität und Mortalität von Infektionskrankheiten, die nach COVID-19 an zweiter Stelle steht, und ist eine der am schwierigsten zu behandelnden Infektionen. Jedes Jahr erkranken zehn Millionen Menschen an der Krankheit und täglich sterben etwa 4.000 Menschen daran. Jedes Jahr werden in Neuseeland etwa 300 TB-Fälle diagnostiziert.
Hinzu kommt, dass sich arzneimittelresistente Stämme der Krankheit – die sehr schwer zu behandeln sind und nur begrenzte Behandlungsmöglichkeiten haben – mit einer „alarmierenden Geschwindigkeit“ ausbreiten.
„Wir brauchen nicht nur neue Medikamente, sondern bessere Wirkstoffkombinationen, die den Behandlungserfolg verbessern und die weitere Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen verhindern können“, sagt Dr. McNeil.
Typischerweise führt eine Antibiotikaresistenz zu einer verringerten Empfindlichkeit, aber in einigen Fällen kann eine Resistenz gegen ein Antibiotikum einen Krankheitserreger empfindlicher gegenüber anderen, völlig unabhängigen Antibiotika machen, sagt er. Dieses Phänomen – die Kollateralsensitivität – war bei TB jedoch bisher weitgehend unerforscht.
„Es ist sehr robust, widerstandsfähig und im Labor schwer zu untersuchen, da es sich um einen gefährlichen Erreger handelt, der extrem langsam wächst.
„Um dies zu überwinden, wurde in unserer Studie ein abgeschwächter, nicht virulenter Stamm von Mycobacterium tuberculosis verwendet, der keine Krankheiten verursachen oder außerhalb des Labors überleben kann, um Stämme zu erzeugen, die gegen verschiedene Antibiotika resistent sind“, sagt er.
Die Forscher stellten dann fest, ob die arzneimittelresistenten Stämme des Bakteriums die Empfindlichkeit gegenüber anderen Antibiotika entweder erhöht oder verringert hatten.
„Wir wollten, dass die Ergebnisse unserer Arbeit die größtmögliche Chance auf klinische Auswirkungen haben. Aus diesem Grund legten wir in unserer Studie den Schwerpunkt auf Medikamente, die entweder klinisch zugelassen sind oder sich in der präklinischen Entwicklung befinden“, sagt Dr. McNeil.
„Aufregenderweise identifizierte diese Arbeit eine Reihe von Fällen, in denen ein bestimmter arzneimittelresistenter Stamm empfindlicher auf Antibiotika reagierte, die auf einen völlig unabhängigen Signalweg abzielten. Wir zeigten dann, dass wir diese spezifischen Medikamente verwenden konnten, um arzneimittelresistente Stämme schnell abzutöten und einzigartige zu entwickeln Arzneimittelkombinationen, die die Entstehung von Arzneimittelresistenzen verhinderten.
„Einfach ausgedrückt zeigt diese Arbeit, dass arzneimittelresistente Stämme von M. tuberculosis einzigartige Schwächen aufweisen, die, wenn wir sie identifizieren können, gezielt behandelt werden können, um die Behandlungszeiten erheblich zu verkürzen und das Auftreten von Arzneimittelresistenzen zu verhindern“, fährt er fort.
Dr. McNeil sagt, dass sich die Arbeit nun darauf konzentrieren muss, diese Ergebnisse in Tierstudien weiter auszudehnen. „Es gibt noch viel zu tun, aber dies ist sicherlich ein bedeutender Schritt im Kampf gegen antimikrobielle Resistenzen“, schließt er.
Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.
Mehr Informationen:
Natalie JE Waller et al., Die Entwicklung der Antibiotikaresistenz ist mit kollateralen Arzneimittelphänotypen bei Mycobacterium tuberculosis verbunden, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37184-7