Es wurde festgestellt, dass Antibiotika das Wachstum antibiotikaresistenter Bakterien im Darm fördern

Antibiotikaresistente Bakterien erhalten zusätzliche Nährstoffe und gedeihen, wenn die Medikamente „gute“ Bakterien im Darm abtöten. Dies geht aus einer neuen Studie von Wissenschaftlern des Imperial College London hervor, die zu einer besseren Risikobewertung von Patienten und „Mikrobiom-Therapeutika“-Behandlungen zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Bakterien führen könnte.

Einige Antibiotika zielen auf bestimmte Bakterien ab, andere sind jedoch „Breitbandantibiotika“, was bedeutet, dass sie ein breites Spektrum an Bakterien abtöten können, darunter sowohl „schlechte“ pathogene Bakterien, die Infektionen verursachen, als auch „gute“ Bakterien, die in unserem Darm leben und bei der Verdauung und anderen Prozessen helfen .

Carbapeneme sind Breitbandantibiotika, die stark wirken, aber aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf nützliche Bakterien oft als letztes Mittel eingesetzt werden. Einige pathogene Bakterien der Klasse Enterobacteriaceae sind jedoch sogar resistent gegen Carbapeneme, darunter auch E. coli-Stämme. Diese krankheitserregenden Bakterien besiedeln den Darm, können sich aber auch an andere Stellen im Körper ausbreiten und schwer behandelbare Infektionen wie Blutkreislaufinfektionen oder wiederkehrende Harnwegsinfektionen verursachen.

Nun zeigt eine neue Studie, wie diese resistenten Bakterien nach der Einnahme von Antibiotika gedeihen und sich im Darm vermehren und ein „Reservoir“ für krankheitsverursachende Bakterien bilden. Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Naturkommunikation.

Mehr Nährstoffe, weniger Beeinträchtigung

Um die Wirkung von Antibiotika zu bestimmen, testete das Team sie im Labor an menschlichen Kotproben, außerdem an Mäusen und Labortests mit Carbapenem-resistenten Enterobacteriaceae (CRE).

Bakterien im Darm, ob „gut“ oder „schlecht“, benötigen Nährstoffe, um zu wachsen und sich zu vermehren. Die Experimente zeigten, dass, wenn Antibiotika nützliche Bakterien abtöteten, die pathogenen Bakterien aufgrund der geringeren Konkurrenz in der Lage waren, die zusätzlichen Nährstoffe zu nutzen, die ihnen zur Verfügung standen.

Das Team zeigte auch, dass die Abtötung nützlicher Bakterien die Menge an Metaboliten reduzierte – Abfallprodukte, die das weitere Wachstum pathogener Bakterien verhindern. Dies förderte das Gedeihen der pathogenen Bakterien.

Erstautor Alexander Yip vom Center for Bacterial Resistance Biology im Department of Life Sciences des Imperial sagte: „Wenn wir verstehen, wie Antibiotika das Wachstum Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae im Darm bewirken, können wir neue Behandlungen entwickeln, um ihr Wachstum im Darm einzuschränken.“ Darm, was zu einer Verringerung dieser antibiotikaresistenten Infektionen führen wird.“

Mikrobiom-Therapeutika

Das Team arbeitet nun an Möglichkeiten, diesen Prozess zu stören. Zunächst wollen sie herausfinden, welche nützlichen Bakterien in Abwesenheit von Antibiotika pathogene Bakterien „übertreffen“ können, indem sie ermitteln, welche guten Bakterien in der Lage sind, dieselben Nährstoffe besser zu nutzen und Metaboliten zu produzieren, die das Wachstum pathogener Bakterien einschränken.

Mit diesen Informationen hoffen sie, „Mikrobiom-Therapeutika“ zu entwickeln. Die leitende Forscherin Dr. Julie McDonald von der Abteilung für Biowissenschaften am Imperial erklärte: „Wenn ein Patient Antibiotika einnimmt, könnten wir ihm hemmende Metaboliten verabreichen, um das Wachstum resistenter Bakterien zu hemmen. Nachdem ein Patient die Einnahme von Antibiotika beendet hat, könnten wir ihm geben.“ eine Mischung aus nützlichen Darmbakterien, die zur Erholung des Darmmikrobioms, zur Wiederherstellung des Nährstoffmangels und zur Wiederherstellung der Produktion hemmender Metaboliten beitragen.

„Diese Mikrobiom-Therapeutika könnten das Risiko verringern, dass Patienten invasive antibiotikaresistente Infektionen entwickeln, das Wiederauftreten invasiver CRE-Infektionen bei chronisch kolonisierten Patienten verringern und die Ausbreitung von CRE auf anfällige Patienten verringern.“

Kurzfristig, sagen die Forscher, könnten ihre Ergebnisse dazu genutzt werden, das Risiko zu verringern, dass Patienten CRE-Reservoirs in ihren Eingeweiden haben. Ärzte könnten beispielsweise die Verschreibung von Antibiotika vermeiden, die bestimmte Nährstoffe erhöhen und bestimmte Metaboliten abbauen. Ärzte könnten auch Stuhlproben von Patienten auf diese Nährstoffe und Metaboliten untersuchen, um diejenigen zu identifizieren, bei denen das Risiko einer CRE-Kolonisierung erhöht ist.