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Mikrobiologie: Biofilme im Visier

Biofilme sind Mikroorganismen, die von einer Schleimschicht umgeben sind. Sie könnten Schätzungen zufolge ähnlich viele Menschen töten wie Krebs­erkrankungen. Da Antibiotika gegen diese Keime oft wirkungslos sind, wollen Forscher sie nun mit ihren eigenen Waffen besiegen.
Achromobacter xylosoxidansLaden...

Der Yellowstone-Nationalpark ist ein Ort, an den ich immer wieder gern zurückkehre. Vor allem die Regenbogenfarben der zahlreichen heißen Quellen, Geysire und Fumarolen des Parks faszinieren mich. Die Farbenvielfalt resultiert aus Abermillionen dicht gedrängter Bakterien, die von einer schleimigen Matrix umgeben sind. Zwar sind einzelne Zellen mit dem bloßen Auge nicht erkennbar, doch in der Schleimhülle bilden sie deutlich sichtbare Gemeinschaften: mikrobielle Matten beziehungsweise Biofilme. Durch ein Mikroskop betrachtet weisen solche Filme bemerkenswerte dreidimensionale Strukturen auf. Mikroben kleben aneinander und bilden komplexe Fäden, verschlungene Pfade und Gebilde, die winzigen Türmen ähneln. Für mich sehen sie aus wie pulsierende Metropolen – mit Häuserblöcken, Wolkenkratzern und Straßen geschäftiger als jene in Tokio oder New York.

Jeder hat schon mal einen Biofilm gesehen – ob als dicke, schmierige Ansammlung im Abfluss oder als hartnäckigen Rand in der Badewanne. Doch während sie daheim höchstens lästig und in der Natur oft sogar hübsch anzuschauen sind, können Biofilme im medizinischen Bereich zur ernsthaften Bedrohung für unsere Gesundheit werden. Keime, die im menschlichen Körper Filme bilden, sind immun gegen Antibiotika und können chronische Infektionen von Operationswunden, Lungen und Harnwegen verursachen. Keimfilme kolonisieren Medizingeräte und Implantate wie Katheter, künstliche Gelenke und Herzklappen. Sie verursachen 65 Prozent aller Krankenhausinfektionen; allein in den USA trifft es jährlich 1,7 Millionen Menschen – etwa jeden 17. darunter tödlich. Schätzungen zufolge fordern Biofilme ebenso viele Opfer wie Krebs ...

April 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft April 2018

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  • Quellen

Barraud, N. et al.: Cephalosporin-3-Diazeniumdiolates: Targeted NO-Donor Prodrugs for Dispersing Bacterial Biofilms. In: Angewandte Chemie International Edition 51, S. 9057-9060, 2012

Koo, H. et al.: Targeting Microbial Biofilms: Current and Prospective Therapeutic Strategies. In: Nature Reviews Microbiology 15, S. 740-755, 2017

Lemire, J. A. et al.: Antimicrobial Activity of Metals: Mechanisms, Molecular Targets and Applications. In: Nature Reviews Microbiology 11, S. 371-384, 2013

Petrova, O. E., Sauer, K.: Escaping the Biofilm in More than One Way: Desorption, Detachment or Dispersion. In: Current Opinion in Microbiology 30, S. 67-78, 2016

Stoodley, P. et al.: Biofilms as Complex Differentiated Communities. In: Annual Review of Microbiology 56, S. 187-209, 2002