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News: Verheerender Bakterienschalter

Bakterien, die sich in einem Biofilm zusammenketten, sind Antibiotika gegenüber wesentlich widerstandsfähiger als vereinzelte Organismen. Ist der Widerstand eine Folge der vereinten Kräfte? Nein, es scheint andersherum zu funktionieren: Erwerben die ehemals harmlosen Mikroorganismen Antibiotikaresistenzen, hilft ihnen diese Fähigkeit, sich in großflächigen Biofilmen zusammenzufinden. Diese Beobachtung trifft zumindest für die bakteriellen Krankheitsauslöser der Lungenkrankheit cystische Fibrose zu.
Patienten mit cystischer Fibrose leiden in der Lunge, Bauchspeicheldrüse, Leber und Dünndarm an vermehrter Schleimbildung, der durch gestörten Salzaustausch zwischen den Zellen und umgebendem Medium besonders zähflüssig ist. Außerdem sind die Lungen der Betroffenen Anlaufpunkt für Bakterien der Gattung Pseudomonas aeruginosa, die sich dort in hartnäckigen, Antibiotika gegenüber widerstandsfähigen Biofilmen organisieren. Entsprechend ihrer Widerstandskraft ist ihnen mit Antibiotika nur schwer beizukommen.

Bislang galt die bakterielle Organisation als Grundlage für ihre Antibiotikaresistenz, da ihr dicker Mantel nur schwer zu durchdringen ist. Eliana Drenkard und Frederick Ausubel von der Harvard Medical School haben nun einen anderen Blickwinkel für diesen Zusammenhang gewonnen. Sie entdeckten einen Mechanismus, nachdem in den ehemals harmlosen Bakterien ein Schalter betätigt wird und die Winzlinge danach sowohl gegen Antibiotika resistent sind als auch ihre Vorliebe für ein Gemeinschaftsleben in Biofilmen entdeckt haben.

Allerdings scheint die Antibiotikaresistenz die Grundlage für die Sehnsucht der Bakterien nach nächster Nachbarschaft zu sein. Drenkard und Ausubel entdeckten, dass einige Bakterien in Gegenwart von Antibiotika überleben, wenn sie sich als Haufen zusammenlagern. Wachsen sie danach ohne Antibiotika weiter, kehren sie zu ihrer ursprünglichen nicht-resistenten Form zurück, die auch keine Biofilme ausbilden kann.

Dieselben Bakterienvarianten existieren auch in den Lungen von Patienten mit cystischer Fibrose, die sich bereits mit Antibiotika der bakteriellen Invasion entledigen wollten, wie das Forscherteam herausfand. Ein Wink aus der Umgebung reicht aus, so vermutet Ausubel, um den Schalter umzulegen – in diesem Fall könnte die veränderte Salzkonzentration als Auslöser in Frage kommen. Eine kleine Population resistenter Bakterien ist nach Ansicht des Forschers immer in den Lungen der Erkrankten heimisch. Werden die Patienten dann mit Antibiotika behandelt, überleben nur dieses Varianten und etablieren eine chronische Infektion.

Ziel ist es nun, das Umlegen dieses Schalters zu verhindern und so zu einer effektiven Therapie gegen mögliche tödliche Infektionen zu gelangen. "Wenn wir die Bakterien in die Antibiotika-empfindliche Phase manövrieren könnten", so Ausubel, "dann könnten Antibiotika sie auch viel besser zerstören."

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