Zuckerlösung entspricht Antibiotika bei der Behandlung von Kuhinfektionen

Laut einer neuen Studie von Forschern der Penn State University könnte eine konzentrierte Zuckerlösung bei der Behandlung einer häufigen Infektion bei Milchkühen genauso wirksam sein wie Antibiotika. Die Ergebnisse liegen vor kurzem vor veröffentlicht im Tagebuch Grenzen der Veterinärwissenschaft.

Die Entdeckung habe das Potenzial, die Abhängigkeit von Antibiotika zu verringern und letztendlich dazu beizutragen, die wachsende Bedrohung durch antimikrobielle Resistenzen bei Menschen und Tieren zu bekämpfen, sagte Adrian Barragan, außerordentlicher Forschungsprofessor und Erweiterungstierarzt an der Penn State und Co-Hauptautor des Papiers.

Die Ergebnisse seien besonders wichtig für die Bio-Milchindustrie, wo der Einsatz von Antibiotika eingeschränkt sei, fügte er hinzu, und könnten auch den Weg für zukünftige Studien am Menschen über den Einsatz zuckerbasierter Formulierungen bei Gebärmutterinfektionen wie Endometritis ebnen.

„Die Krankheit ist eine Infektion der Gebärmutter, die nach dem Kalben auftritt, und sie ist eine der häufigsten Krankheiten, die Milchvieh in den Vereinigten Staaten befällt“, sagte Erika Ganda, Assistenzprofessorin für Mikrobiome von Futtertieren an der Penn State University und Co-Hauptautorin des Buches Studie. „Wir behandeln Kühe nur dann mit Antibiotika, wenn es für ihr Wohlergehen notwendig ist, und halten dabei strenge Wartezeiten ein, um Rückstände in der Milch zu verhindern. Die Minimierung des Einsatzes von Antibiotika trägt dazu bei, das Risiko resistenter Bakterien zu verringern, die sich auf Landarbeiter, Familien und Gemeinschaften auswirken können.“

„Antimikrobielle Resistenzen in der Human- und Veterinärmedizin sind ein wachsendes Problem für die öffentliche Gesundheit. Daher bestand das Hauptziel dieser Forschung darin, eine antibiotikafreie Alternativoption im Vergleich zum aktuellen Goldstandard zur Behandlung dieser weit verbreiteten Krankheit zu testen.“

Die Studie verglich zwei Behandlungen für eine häufige Gebärmutterinfektion, die sogenannte klinische Metritis, die zu ernsthaften Gesundheitsproblemen bei Milchkühen führen kann. Die Erkrankung wird in der Regel mit systemischen Antibiotika wie Ceftiofur behandelt, die bei der Behandlung der Erkrankung wirksam sind, aber möglicherweise zur wachsenden antimikrobiellen Resistenz bei zur Lebensmittelerzeugung genutzten Tieren beitragen.

„Wir haben nach alternativen Therapien gesucht, die Metritis wirksam behandeln können, ohne auf Antibiotika angewiesen zu sein“, sagte Barragan. „Als wir eine Alternative untersuchten, stellten wir zwei Hauptfragen: Werden die Tiere mit dieser Behandlung geheilt? Und zeigen die behandelten Tiere eine ähnliche Leistung? Obwohl die alternative Behandlung die gleiche klinische Heilungsrate wie die Antibiotika aufwies, war die Antwort nicht so klar- wie erwartet reduziert, da die Leistung zwischen den Behandlungsgruppen je nach Schwere der Erkrankung unterschiedlich war.“

Die Studie konzentrierte sich auf die Verwendung von intrauteriner Dextrose, einer Zuckerlösung, als mögliche alternative Behandlung. Dextrose wurde in der klinischen Forschung an Tieren und Menschen ausführlich auf ihre Fähigkeit hin untersucht, schädliche Bakterien zu plasmolysieren. Im Wesentlichen entzieht die starke Zuckerlösung den Bakterien Wasser, wodurch sie austrocknen und absterben, erklärte Barragan. Der Ansatz hat sich bei der Wundheilung beim Menschen als vielversprechend erwiesen, frühere Studien an Rindern erbrachten jedoch gemischte Ergebnisse.

„Wir hatten gehofft, dass wir positive Ergebnisse erzielen würden, aber wir hatten definitiv nicht damit gerechnet, dass beide Behandlungen bei leichten Fällen von Metritis ähnlich wirken würden“, sagte Barragan. „Das war eine sehr aufregende Entdeckung.“

Um die Wirksamkeit von Dextrose zu untersuchen, führten die Forscher eine Studie auf einer Milchfarm in Zentral-Pennsylvania durch. Sie nahmen 77 Kühe auf, bei denen eine klinische Metritis diagnostiziert wurde, und teilten sie nach dem Zufallsprinzip einer von zwei Behandlungsgruppen zu: intrauterine Dextrose oder systemisches Ceftiofur. Anschließend überwachten die Forscher die Genesung der Kühe und analysierten ihre mikrobiellen Gemeinschaften im Uterus mithilfe fortschrittlicher DNA-Sequenzierung, um den allgemeinen Gesundheitszustand ihrer Mikrobiome besser zu verstehen.

Obwohl die Stichprobengröße für die Beurteilung der klinischen Heilungsrate nicht ideal sei, so Barragan, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass beide Behandlungen ähnliche klinische Heilungsraten aufwiesen, was bedeutete, dass Dextrose bei der Behandlung leichter Metritis-Fälle genauso wirksam sein könnte wie Antibiotika.

Darüber hinaus ergab die Analyse des Mikrobioms der Kühe, dass Dextrose das bakterielle Gleichgewicht der Bakterien im Fortpflanzungstrakt nicht wesentlich stört, im Gegensatz zu Antibiotika, die mikrobielle Gemeinschaften verändern und möglicherweise die langfristige Gesundheit der Kuh beeinträchtigen können, erklärte Ganda.

Weitere Forschung sei nötig, um das volle Potenzial von Dextrose als Alternative zur Antibiotikabehandlung zu verstehen, sagte Barragan, aber eines Tages könnte sich dieses Potenzial sogar auf die Behandlung von Menschen erstrecken.

„Unsere Erkenntnisse könnten auf Fortpflanzungskrankheiten in der Humanmedizin anwendbar sein“, sagte er. „Tatsächlich haben wir uns von medizinischer Literatur und zuckerbasierten Wundbehandlungen für Menschen inspirieren lassen.“