Eine potenzielle Behandlung für multiresistente Bakterien

Laut einer in veröffentlichten Studie könnte ein neuartiges Medikament eine Möglichkeit bieten, multiresistente Bakterien zu behandeln Naturkommunikation. Anstatt direkt auf die Bakterien abzuzielen, blockiert das Medikament wichtige Toxine, die am Infektionsprozess beteiligt sind. Dies reduziert Entzündungen und macht die Bakterien anfälliger für Antibiotika.

Antibiotika waren im Kampf gegen bakterielle Infektionen von unschätzbarem Wert, aber Bakterien werden immer resistenter gegen sie. In den Anfängen der Antibiotika brauchten Bakterien im Durchschnitt etwa 11 Jahre, um resistent zu werden, aber diese Zahl ist heute auf 2-3 Jahre gesunken. „Die Situation ist schlimm“, sagt Ekaterina Osmekhina, Postdoktorandin an der Aalto-Universität. „Viele gängige bakterielle Infektionen werden resistent und neue Antibiotika werden nicht schnell genug entwickelt, um Schritt zu halten.“

2019 waren es 1,27 Millionen Todesfälle direkt zurechenbar zu antimikrobieller Resistenz, und es wird erwartet, dass diese Zahl noch steigen wird 10 Millionen pro Jahr im Jahr 2050. „Wir brauchen dringend neue Werkzeuge, um diese resistenten Infektionen zu bekämpfen“, sagt Osmekhina. Trotzdem wurden seit Jahrzehnten keine neuen Antibiotika mehr zugelassen, und es gibt sie nur sechs befinden sich derzeit in der Entwicklung und könnten dem Widerstand ausweichenvon denen nur zwei auf hochresistente Bakterien abzielen.

Ein anderer Ansatz wäre, direkt auf die Toxine und Biofilme abzuzielen, die Krankheitserreger verwenden, um die Infektion zu etablieren und Entzündungen zu verursachen, die zusammen als Virulenzfaktoren bezeichnet werden. Zu diesen Virulenzfaktoren gehören kleine Moleküle, die Bakterien zur Kommunikation verwenden, und größere Moleküle, die Teil ihrer Schutzmembran sind. Ein Medikament, das an diese Moleküle bindet, könnte Prozesse stören, die für die Bakterien lebenswichtig sind.

Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern bei Aalto suchte nach Medikamenten, die genau das können. Sie einen guten Kandidaten gefunden nach dem Screening einer Bibliothek, um Moleküle zu identifizieren, die mit Virulenzfaktoren interagieren, aber das Wachstum der Bakterien nicht beeinflussen. „Da das Medikament den Erreger entwaffnet, anstatt ihn zu töten oder sein Wachstum zu stoppen, erzeugt unser Ansatz einen viel schwächeren Selektionsdruck für die Entwicklung resistenter Bakterien“, erklärt Christopher Jonkergouw, Doktorand, der die Studie leitete.

Das Team testete das Medikament gegen die pathogenen Bakterien Pseudomonas aeruginosa und Acinetobacter baumannii, die ganz oben auf der Prioritätenliste der Weltgesundheitsorganisation stehen. Die Behandlung sequestrierte Toxine, die von den Krankheitserregern freigesetzt wurden, störte ihre Kommunikationsfähigkeit und reduzierte die Bildung von schützenden Biofilmen, wie in diesem kurzen Video erklärt:

Während diese Experimente zeigten, dass das Medikament diese Krankheitserreger effektiv entwaffnen konnte, wollten die Forscher auch wissen, ob es sie anfälliger machen könnte. Die Ergänzung einer antibiotischen Behandlung mit dem neuen Medikament machte das Antibiotikum in einer niedrigeren Dosis wirksam. Aber was noch wichtiger ist, als das Team Bakterien zwei Wochen lang mit einer Kombination aus Antibiotika und dem neuen Medikament behandelte, entwickelten die Bakterien keine Resistenz gegen die Antibiotika, obwohl sie schnell resistent wurden, wenn sie den Antibiotika allein ausgesetzt wurden.

Dies deutet darauf hin, dass das neue Medikament verwendet werden könnte, um die Wirksamkeit der uns verbleibenden Antibiotika zu erhalten.

„Das Medikament interagiert mit einem Teil der bakteriellen Außenmembran, die eine starke Barriere gegen Antibiotika darstellt. Das Medikament lockert die Membran und macht sie durchlässiger. Das bedeutet, dass Antibiotika leichter in die Bakterien eindringen und sie töten können“, erklärt Osmekhina.

Nachdem gezeigt wurde, dass das Medikament gegen bakterielle Krankheitserreger wirkt, sollte im nächsten Schritt geprüft werden, ob es tatsächlich einen Schutz bieten kann. Um dies zu testen, wurden menschliche Lungenzellen Toxinen ausgesetzt, die Entzündungen und Zellschäden verursachen. Das Medikament sequestrierte die Toxine direkt und schützte vor Entzündungen und Zellschäden. Die Forscher fanden ähnliche schützende Ergebnisse, wenn Mäuse den Toxinen ausgesetzt wurden.

Während vor klinischen Studien noch mehr Arbeit geleistet werden muss, öffnen diese Ergebnisse die Tür zu einer aufregenden neuen Alternative zu Antibiotika, die möglicherweise den Teufelskreis der Entdeckung und Resistenz von Antibiotika durchbrechen könnte. Diese und ähnliche Behandlungen könnten den Schub geben, den wir brauchen, um in unserem nie endenden Wettrüsten mit bakterieller Resistenz an der Spitze zu bleiben.