Spritzentragende Keime könnten die Krise der antimikrobiellen Resistenz lösen

Freundliche Keime, bewaffnet mit ihren eigenen biologischen Spritzen und Giften, könnten laut einer neuen Studie von Biologen der Universitäten Manchester und Basel der Schlüssel zur Überwindung der Antibiotikaresistenzkrise sein.

Die Untersuchung dieser speziellen Bakterien, die nanoskopische Spritzen – Typ-6-Sekretionssysteme (T6SS) – entwickelt haben, die Cocktails tödlicher Toxine in rivalisierende Mikroorganismen injizieren, ist erfolgreich veröffentlicht im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Mikroben führen seit Millionen von Jahren ihre eigenen Kriege gegen Krankheitserreger und kämpfen gegeneinander ums Überleben. Die neue Forschung zeigt, dass die in diesen Kämpfen verwendeten Toxincocktails eine äußerst wertvolle Eigenschaft haben – sie begrenzen die Resistenzentwicklung gegenüber T6SS-Angriffen.

Sowohl in Computersimulationen als auch in Laborexperimenten stellten die Forscher fest, dass Mikroben leicht eine Resistenz gegen einzelne T6SS-Toxine entwickelten, diese Resistenz jedoch nicht auftrat, wenn die Toxine zusammen injiziert wurden.

Das bedeutet, dass Multitoxin-T6SS ideale Kandidaten für künftige Resistenz-zerstörende antimikrobielle Mittel sein könnten.

T6SS-bewaffnete Bakterien werden bereits als antimikrobielle Mittel eingesetzt und finden Anwendung im Pflanzenschutz oder in der Aquakultur. Angreiferbakterien könnten auch als „lebende Biotherapeutika“ manipuliert werden, um arzneimittelresistente Bakterien oder Pilze im Wirtsinneren anzugreifen.

Die neuen Ergebnisse könnten nun zur Verbesserung dieser Technologien genutzt werden, indem Toxinkombinationen eingesetzt werden, um die Resistenzentwicklung zu begrenzen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Die Arbeit legt auch nahe, dass Mikroben selbst uns möglicherweise viel beibringen können, wenn es um die Überwindung von Resistenzen geht.

Während die Idee einer Kombinationstherapie – die gemeinsame Verwendung mehrerer Toxine zur Verhinderung von Resistenzen – aus den 1950er Jahren stammt, scheinen Bakterien den Menschen mit dieser Entdeckung zuvorgekommen zu sein.

„Bakterien nutzen T6SS seit Millionen von Jahren, um andere Mikroben anzugreifen, und haben ihre eigene Art der Kombinationstherapie entwickelt – indem sie eine Reihe von Toxintypen zusammen injizieren“, sagte Hauptautor Dr. Will Smith von der University of Manchester.

„Möglicherweise hat sich dies entwickelt, um die Resistenz bei Konkurrenten zu begrenzen. Wenn ja, welche anderen Mechanismen könnten Mikroben haben, um dies zu tun?“

„Es ist eine aufregende Aussicht, dass wir möglicherweise bessere antimikrobielle Therapien entwickeln können, indem wir unsere besten mikrobiellen Attentäter konsultieren: die Keime selbst.“