Hilflos im Mikrobenmeer

Bis Ende der achtziger Jahre hatten Ärzte im Kampf gegen bakterielle Infektionen die Nase vorn ­ dank verbesserter Hygiene und wirksamer Antibiotika. Inzwischen sind die als Wunderwaffen gepriesenen Medikamente stumpf geworden. Das sei zu erwarten gewesen. Denn durch die breite Anwendung von Antibiotika kommt es zu einer Auslese resistenter Bakterien."Der Verbrauch an Antibiotika ist in den vergangenen Jahren rasant angestiegen", berichtet Klaus Kresken von der Pharmafirma Rhône-Poulenc Rorer. US-Amerikaner und Spanier schlucken fünf- bis zehnmal mehr von diesen Pillen als Deutsche, was erhebliche Probleme mit Resistenzen zur Folge hat. Als Ursachen für den gestiegenen Antibiotikakonsum hat Kresken die Änderung der Bevölkerungsstruktur und den medizinischen Fortschritt ausgemacht. Gerade ältere Menschen mit schwachem Immunsystem und Schwerkranke wie Transplantations- und Krebspatienten, bei denen die natürliche Abwehr lahmgelegt wird, leiden häufig an schweren Infektionen und brauchen eine effektive Therapie. Besonders gefährliche Infektionserreger lauern in Krankenhäusern, vor allem in den Intensivstationen. Dort haben sich oft Bakterien eingenistet, gegen die Antibiotika kaum noch helfen. Mit den Kranken wandern die Erreger von einer Klinik in die nächste. Experten rechnen jährlich mit einer halben bis einer Million Patienten, die sich in deutschen Krankenhäusern eine Infektion holen. Etwa 40 000 von ihnen sterben daran. Zum besonderen Problem für die Kliniker hat sich Staphylococcus aureus entwickelt. "Jeder dritte Gesunde hat den in der Nase", erklärt Wolfgang Witte vom Robert-Koch-Institut in Wernigerode. Gelangt der an sich harmlose Eitererreger weiter hinein in den Körper, kann er gefährliche Lungen- oder Hirnhautentzündungen auslösen. In Krankenhäusern lauern Stämme mit bis zu zehn Resistenzen. Wittes Untersuchungen zufolge waren vor sieben Jahren zwei Prozent der in den Kliniken gefundenen Staphylococcus aureus multiresistent. Heute sind es schon viermal soviel. Auch gegen andere Erreger können Ärzte immer weniger ausrichten. So sind in New York City schon über ein Drittel der Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis multiresistent. Der Grund: Weil HIV-Infizierte häufig an Tuberkulose erkranken, wurden sie prophylaktisch mit Antibiotika behandelt. Wie schaffen es Bakterien, resistent gegen Antibiotika zu werden? Manche von ihnen sind in der Lage, die Medikamente wieder aus der Zelle herauszupumpen oder zu zerstören, bevor sie ihre tödliche Wirkung entfalten. Bei anderen ist die Zellwand für Antibiotika undurchlässig geworden. Die Grundlage dafür ist im genetischen Bauplan verankert. Eine winzige Veränderung der Erbsubstanz DNA, eine Mutation, kann schon ausreichen, um die Bakterien resistent zu machen. Zu allem Übel tauschen sie regelmäßig ihr genetisches Material aus, und zwar selbst zwischen sehr unterschiedlichen Erregerarten. Indem sich Bakterien verschiedene Resistenzgene einverleiben, entstehen multiresistente Stämme, denen gleich mehrere Antibiotika nichts mehr anhaben können. Stagnation seit JahrzehntenDas Arsenal an verfügbaren Bakteriengiften ist nicht unerschöpflich, und so ist es nur eine Frage der Zeit, bis Ärzte und Patienten den "hochgerüsteten" Mikroben ohne wirksame Waffe gegenüberstehen. Weder Forscher noch Pharmaunternehmen hielten es für nötig, Geld in die Entwicklung neuer Substanzen zu stekken. Deshalb ist in den vergangenen 30 Jahren auf dem Antibiotikamarkt kaum etwas passiert. In der Regel wurden bekannte Stoffe chemisch etwas verändert. Die halfen meist nicht lange, denn wegen des gleichen Wirkmechanismus war es den Mikroben ein leichtes, ihren Resistenzmechanismus anzupassen.Dennoch setzt Rhône-Poulenc Rorer auf Bekanntes: die Streptogramine. Diese von Pilzen produzierten Substanzen wurden bisher nur in der Tiermedizin eingesetzt. "Zwei der Stoffe haben wir modifiziert und zu einem Medikament namens "Synercid" kombiniert. Das wirkt vor allem gegen die gefährlichen multiresistenten Staphylokokken", erklärt Kresken. Synercid steht bereits für Patienten zur Verfügung, bei denen alle anderen Mittel versagt haben.Harald Labischinski von der Pharmafirma Bayer in Wupptertal setzt sich indessen für mehr Grundlagenforschung ein. "Erst wenn wir die Wirkmechanismen verstehen, können wir vorhandene Antibiotika durch gezielte Modifikation wieder scharf machen." Mit Unterstützung des Bundesforschungsministeriums will er die Gene in Staphylokokken blockieren, welche für die Entwicklung von Resisitenzen nötig sind. Unterdrückt man die Expression dieser sogenannten FEM-Gene, sind die multiresistenten Eitererreger den zuvor wirkungslosen Antibiotika plötzlich wieder schutzlos ausgeliefert.Frischen Wind bringt ein Ansatz, der so neu gar nicht ist: Antibakterielle Peptide, also kleine Eiweiße, werden als Favoriten für die Überwindung der Antibiotika-Krise gehandelt. Schon 1922 stieß Alexander Fleming, der später das Penicillin entdeckte, in der menschlichen Tränenflüssigkeit auf das Peptid Lysozym. Seit Mitte der achtziger Jahre suchen Forscher systematisch in allen Lebewesen nach antibakteriellen Peptiden. In Pflanzen, Insekten, Fröschen, Fischen, Säugetieren und auch beim Menschen sind sie fündig geworden."Wir glauben, daß alle Epithelien, also die außen und innen liegenden Häute des Körpers, ihre eigenen Abwehrsysteme haben", sagt der Kieler Dermatologe Jens-Michael Schröder. "Warum sonst gibt es im Darm oder im Mund kaum Infektionen, obwohl dort sehr viele Erreger vorkommen?" Schröder isolierte kürzlich aus menschlicher Haut ein sogenanntes Defensin ­ eine andere Bezeichnung für Peptide mit Antibiotika-Eigenschaften. Ihr Wirkmechanismus: Sie bilden Poren in der bakteriellen Zellwand, das elektrische Potential der Zelle bricht zusammen, der Keim stirbt. In den Vereingten Staaten wird ein abgewandeltes Defensin aus Froschhaut mit dem Wirkstoffnamen "Magainin" bereits klinisch getestet. Manche Arzneimittelentwickler hierzulande sind noch skeptisch. Die Peptide eignen sich demnach nicht als Pillen, weil sie zu groß seien, die Magenschleimhaut zu durchdringen. Außerdem seien sie für Bakterien nicht tödlich, sondern nur wachstumshemmend.Hohe Erwartungen setzen die Forscher in die Genomforschung, die aber noch in den Kinderschuhen steckt. Die Idee: Man entschlüsselt die gesamte genetische Information eines Bakteriums und findet dadurch die 300 unter den 2 000 bis 4 000 Genprodukten eines Einzellers , die für ihn lebenswichtig sind. "Die gilt es, mit Medikamenten anzugreifen. Heute zielen unsere Antibiotika auf etwa 15 der lebensnotwendigen Proteine oder Enzyme", sagt Labischinski. Von rund 20 Erregern dürfte die gesamte DNS-Sequenz inzwischen analysiert worden sein. Allerdings wurden nur etwa zehn veröffentlicht, denn deren "Erfinder", meist forschende Pharmaunternehmen, wollten sich den Wissensvorspruch vor der Konkurrenz sichern. "Inzwischen hat man eingesehen, daß die Sequenz allein noch nicht zum Medikament führt", berichtet Labischinski. Selbst wenn man von davon eine Angriffsstelle ableiten kann ­ das allein ist schon recht schwierig ­ ist noch viel Forschung nötig, um eine Substanz zu entwickeln, die genau dort in den Metabolismus der Bakterien eingreift und für den Menschen ungefährlich ist.Einige Forscher wollen mit einem eleganten Trick ein Resistenzgen abfangen. Sie versuchen, das bakterielle Ribonukleinsäure-spaltende Enzym RNAseP dazu zu verleiten, ganz gezielt die Ribonukleinsäure-Produkte der Resistenzgene zu zerstören. Dann sind die Mikroben wieder schutzlos. Über Plasmide sollen die Keime den Selbstzerstörungs-Mechanismus untereinander weitergeben. Genau darin liegt aber auch die Schwachstelle der neuen Technik, die bisher schon im Reagenzglas funktioniert: Wenn nur einige wenige Bakterien das Plasmid nicht aufnehmen, überleben sie, und die Infektion bleibt bestehen.