WENN ANTIBIOTIKA VERSAGEN, KöNNEN SICH BAKTERIENFRESSENDE VIREN DURCHSETZEN

Antibiotika-resistente Bakterien können Infektionen verursachen, die sehr schwer zu behandeln sind, und sie können manchmal das Leben einer Person gefährden. Ein kreativer neuer Ansatz kann jedoch eine wirksame Waffe gegen diese „Superbugs“ darstellen.

Bakteriophagen (siehe Abbildung oben) sind Viren, die Bakterien infizieren und zerstören können. Könnten sie die Antwort auf Antibiotikaresistenz halten?

Die jüngste Veröffentlichung mehrerer wissenschaftlicher Berichte, die darauf hinweisen, dass viele Bakterienstränge Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, deutet auf die Entstehung einer globalen Krise hin.

Da immer mehr gefährliche Bakterien nicht mehr auf starke Antibiotika reagieren, haben Forscher begonnen, nach alternativen Mitteln zur Bekämpfung dieser „Superbugs“ zu suchen.

Jüngste Studien haben die Nützlichkeit einiger überraschender Therapien gegen antibiotikaresistente Bakterien untersucht, einschließlich der Verwendung eines bestimmten Bakteriums, das auf irischem Boden lebt, und des Experimentierens mit neuen Wirkstoffkombinationen.

Jetzt liefern Forscher an der Universität von Pittsburgh in Pennsylvania und am Howard Hughes Medical Institute (HHMI) in Chevy Chase, MD, Beweise dafür, dass ein anderer Ansatz einen wirksamen Weg zur Bekämpfung gefährlicher bakterieller Infektionen bieten kann.

Prof. Graham Hatfull, der an der Universität von Pittsburgh und am HHMI arbeitet, und sein Team haben eine Art biologischen Infektionserregers untersucht, der als "Bakteriophagen" oder einfach "Phagen" bezeichnet wird.

Bakteriophagen - ein Name, der wörtlich „bakterienfressend“ bedeutet - sind Viren, die verschiedene Bakterienstämme angreifen, infizieren und zerstören. Frühere von Prof. Hatfull mitverfasste Forschungen legen nahe, dass es auf dem Planeten schätzungsweise 1031 Bakteriophagenpartikel gibt.

Unterschiedliche Phagen zielen jedoch auf unterschiedliche Bakterienstämme ab. Aus diesem Grund kann es eine Herausforderung sein, herauszufinden, welcher Wirkstoff zu welchem Bakterium passt.

Eine alte Idee wiederbeleben

Die Verwendung von Bakteriophagen zur Abwehr von Infektionen, ein Ansatz namens „Phagentherapie“, ist keineswegs eine neue Idee. Tatsächlich ist dieser Begriff seit fast 100 Jahren auf dem Radar der Forscher vertreten.

Britische, französische und russische Wissenschaftler experimentierten bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in einem klinischen Umfeld mit Phagen.

Wissenschaftler erklären jedoch, dass die anfängliche Begeisterung für das Potenzial der Phagentherapie über viele Jahre hinweg nachließ. Dies war teilweise auf das begrenzte Wissen und die begrenzten wissenschaftlichen Ressourcen zurückzuführen, die den Forschern zu dieser Zeit zur Verfügung standen.

Jetzt könnte das Interesse an der Phagenforschung dank eines jüngsten therapeutischen Erfolgs wieder in vollem Umfang zunehmen.

Prof. Hatfull und sein Team erklären - in einer Studienarbeit, die in der Zeitschrift erscheint Naturmedizin - dass sie mit sorgfältig ausgewählten Phagen eine schwere Infektion eines 15-jährigen Patienten mit einer komplexen Krankengeschichte behandeln konnten.

Der Patient hatte Mukoviszidose, eine unheilbare genetische Erkrankung, die eine Ansammlung von dickem Schleim verursacht, insbesondere - wenn auch nicht nur - in der Lunge. Dies führt wiederum zu einer Anfälligkeit für Infektionen.

2017 präsentierten sie sich im Great Ormond Street Hospital (GOSH) in London, Großbritannien, einer doppelten Lungentransplantation.

Kurz nach dem Eingriff bemerkten die Ärzte des Patienten jedoch, dass die Operationswunde rot und roh aussah, dass sie eine Leberinfektion hatten und dass sich mehrere Knötchen an ihrem Körper gebildet hatten. Diese Knötchen enthielten Bakterien, die versuchten, durch die Haut zu „tauchen“.

Verwendung von Viren zum Angriff auf Bakterien

Die Wissenschaftler arbeiteten mit den Ärzten von GOSH zusammen, um nach Bakteriophagen zu suchen, die die spezifischen Bakterienstämme angreifen, die den betreffenden 15-jährigen Patienten sowie einen anderen jungen Menschen mit Mukoviszidose infizieren. Der andere Patient hatte sich ebenfalls einer doppelten Lungentransplantation unterzogen und hatte eine schwere Infektion.

Die Forscher reagierten auf die Appelle der Ärzte. Die beiden jungen Patienten sprachen auf keines der Antibiotika an, die sie erhalten hatten.

Diese Infektionen waren nach Ansicht der Forscher nicht neu; Die Patienten hatten sie vor vielen Jahren zum ersten Mal entwickelt, sie aber bis zu ihren Operationen unter Kontrolle gehalten, als sie gefährlich aufflammten.

"Diese Bugs reagierten nicht auf Antibiotika. Sie sind hochgradig arzneimittelresistente Bakterienstämme “, sagt Prof. Hatfull. Deshalb beschlossen die Wissenschaftler, "Bakteriophagen als Antibiotika zu verwenden - als etwas, mit dem wir Bakterien abtöten könnten, die Infektionen verursachen".

Die Hauptinteressen von Prof. Hatfull sind die Untersuchung von Phagen und die Behandlung von Tuberkulose (TB), einer bakteriellen Infektion, die sich hauptsächlich in der Lunge ansiedelt. Seine in London ansässigen Kollegen meldeten sich, weil beide jungen Patienten zufällig Infektionen hatten, die durch Mycobacterium-Stämme verursacht wurden, die ebenfalls an TB beteiligt sind.

Die Ärzte schickten Prof. Hatfull Proben der Bakterienstämme, die für die Infektionen der Patienten verantwortlich waren, damit er und seine Mitarbeiter identifizieren konnten, welche Phagen sie angreifen und zerstören könnten.

Innerhalb weniger Monate fanden sie die Phagen, die mit den Bakterien übereinstimmen konnten, die einen der Patienten infizierten. Diese erste Entdeckung kam jedoch zu spät; Der Patient war im selben Monat früher gestorben.

'Neuland'

Bei der Identifizierung der Phagen, die dem 15-jährigen Patienten möglicherweise helfen können, verlief die Suche nicht so reibungslos. Zunächst fand das Team drei potenziell nützliche Bakteriophagen. Es stellte sich jedoch heraus, dass nur einer die Zielbakterien wirksam infizierte.

Die Lösung, die Prof. Hatfull und sein Team dann entwickelten, bestand darin, die Genome der beiden weniger wirksamen Phagen zu modifizieren, um sie gegen die Bakterien, die sie zum Angriff benötigten, voll wirksam zu machen.

Sobald sie eine Mischung identifiziert hatten, die sowohl wirksam als auch sicher war, setzten sie sich mit den Ärzten in Verbindung, die sie dann zweimal täglich dem Patienten verabreichten. Jede Dosis enthielt eine Milliarde Phagenpartikel.

Nach 6 Wochen dieser innovativen Behandlung stellten die Ärzte fest, dass die Leberinfektion des Patienten so gut wie verschwunden war. Derzeit berichten die Ärzte, dass nur noch ein paar der verräterischen Knötchen übrig sind.

Prof. Hatfull und sein Team freuen sich besonders über die Tatsache, dass die Bakterien, auf die sie abzielten, bisher keine Resistenz gegen die Phagen entwickelt haben, mit denen die Forscher sie angegriffen haben. Dies bedeutet, dass dieser Ansatz möglicherweise von Ärzten weiterhin zur Behandlung schwerer, resistenter Infektionen verwendet werden kann.

Dennoch stellen die Wissenschaftler fest, dass es weiterhin schwierig ist, die richtige Phagenmischung zur Behandlung einzelner bakterieller Infektionen zu identifizieren. Es muss noch viel Arbeit geleistet werden, um die besten Phagentherapien zu finden.