Verbessertes Modell ermöglicht realistischere Biofilme zur Untersuchung von Beatmungspneumonie

Wissenschaftlern der University of Warwick ist ein Durchbruch gelungen, der dazu beitragen könnte, neue Behandlungsmethoden für eine tödliche Infektion zu finden, von der bis zu 40 % der Krankenhauspatienten, die künstlich beatmet werden, betroffen sein können. Die Studie ist veröffentlicht in Mikrobiologie.

Beatmungsassoziierte Pneumonie (VAP) ist eine häufige Infektion bei Patienten, die Beatmungsgeräte verwenden, insbesondere bei Patienten mit bestehenden Atemwegserkrankungen wie COVID-19.

VAP wird durch Keime übertragen, die an den Atemschläuchen haften bleiben, die oft resistent gegen Antibiotika sind. Bis zu 40 % der beatmeten Patienten auf Intensivstationen erkranken an VAP, 10 % dieser Patienten sterben daran.

In einer Studie veröffentlicht In Mikrobiologiehaben die Forscher Krankenhausbedingungen nachgestellt, um die Infektion besser zu verstehen.

Sie verwendeten dieselben Schläuche, die auch in die Atemwege von Patienten eingeführt werden, und erzeugten einen speziellen Schleim, um die Bedingungen im menschlichen Körper zu simulieren. Bakterien und Pilze bildeten auf diesen Schläuchen eine schleimige Schicht, einen sogenannten Biofilm.

Dr. Dean Walsh, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Warwick, sagte: „Unsere Studie ergab, dass die Biofilme in unserem Modell anders und komplexer waren als die, die normalerweise unter Standardlaborbedingungen gezüchtet werden, was sie realistischer machte.“

„Die in diesem neuen Modell gebildeten Biofilme waren selbst mit starken Antibiotika nur sehr schwer zu entfernen, ähnlich wie es bei echten Patienten passiert.

„Bezeichnenderweise ließen sich die Biofilme erfolgreicher entfernen, als wir Antibiotika mit Enzymen kombinierten, die die schützende Schleimschicht des Biofilms aufbrechen, als mit Antibiotika allein. Mit den Enzymen konnten wir die zur Abtötung der Biofilme erforderliche Antibiotikakonzentration halbieren. Das lässt darauf schließen, dass wir mit unserem Modell neue VAP-Behandlungen identifizieren können, die die Schleimschicht angreifen.“

Dr. Freya Harrison von der School of Life Sciences der University of Warwick fügte hinzu: „VAP ist tödlich und es gibt derzeit keine kostengünstigen Möglichkeiten, die Schläuche für Mikroben schwerer besiedelbar zu machen. Unser neues Modell kann Wissenschaftlern dabei helfen, bessere Therapien zu entwickeln und spezielle Schläuche zu entwerfen, die Biofilme verhindern, was die Gesundheit von Patienten an Beatmungsgeräten verbessern könnte.“

Dieses Projekt war Teil eines internationalen Forschungsprogramms zur antimikrobiellen Resistenz, das Kollegen der University of Warwick mit denen der Monash University in Melbourne zusammenbringt und von der Monash-Warwick Alliance unterstützt wird.

Professor Ana Traven, Co-Direktorin des Monash-Warwick Alliance-Programms für neu auftretende Bedrohungen durch Superbakterien und Co-Autorin der Studie, fügte hinzu: „Es ist aufregend, dass wir für diese wichtige Studie unsere Kräfte mit unseren Kollegen in Warwick bündeln konnten. Viele vielversprechende neue Antiinfektiva scheitern, weil im Labor durchgeführte Experimente die komplexeren Infektionen, die bei Patienten auftreten, nicht sehr gut nachbilden.

„Daher ist die Entwicklung von Labormodellen, die Krankheiten nachahmen, wie es in dieser Studie getan wurde, wichtig, um die Entdeckung glaubwürdiger antimikrobieller Therapien zu beschleunigen, die eine höhere Chance auf klinischen Erfolg haben.“