Der Welt-Antibiotika-Tag am 18. November rückt jährlich den richtigen Umgang mit Antibiotika wieder stärker in den Fokus. Sind Antibiotika die Wunderwaffen der Medizin?

Seit Mitte der 1940er-Jahre breiten sich Antibiotikaresistenzen verstärkt aus. Infektionen mit multiresistenten Keimen nehmen weltweit zu. Schon heute sind bis zu 95 Prozent der Staphylococcus areus-Stämme resistent. Damit bricht eine wichtige Säule in unserer modernen Gesundheitsforschung weg. Eine harmlose Infektion, eine Gelenkoperation, Chemotherapien oder die Versorgung von Frühchen können zukünftig zum Problem werden. Bereits jetzt sterben weltweit mehr als 700.000 Menschen pro Jahr an Infektionen mit resistenten Erregern.

Im Wettlauf mit den Bakterien

Es ist höchste Zeit für neue Antibiotika und alternative antimikrobielle Medikamente. Daran arbeiten viele Forscher in Deutschland und weltweit – im Wettlauf mit den wandlungsfähigen Bakterien.
In Vorbereitung auf den Welt-Antibiotika-Tag fand am 11. November 2016 ein Presseworkshop für Journalisten am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) statt (Programm). In Vorträgen und Hintergrundgesprächen diskutierten HZI-Experten mit Journalisten und klärten Fragen wie:

  • Woher kommen Antibiotikaresistenzen?
  • Warum lassen neue Antibiotika auf sich warten?
  • Welche Herausforderungen gibt es in der modernen Antibiotikaforschung?

Blick hinter die Kulissen

Mehrere Wissenschaftler des HZI stellten ihre aktuellen Forschungsansätze in der Suche nach Wirkstoffproduzenten in der Natur, der Optimierung von Wirkstoffkandidaten oder in der Entwicklung neuer Diagnosemethoden für antibiotikaresistente Erreger vor. In Laborführungen konnten die Journalisten den Forschern direkt über die Schulter schauen. Der Workshop vermittelte einen Blick hinter die Kulissen der modernen Wirkstoffentwicklungs-Kette, die vom mikrobiellen Naturstoff bis zum Wirkstoffkandidaten für die Industrie führt. Prof. Dirk Heinz, Wissenschaftlicher Geschäftsführer des HZI, informierte über die aktuelle Strategie der Wirkstoffforschung am Zentrum.

Schwerpunkt Mikrobielle Wirkstoffforschung:

Am HZI wird die Wirkstoffforschung als einer der zentralen wissenschaftlichen Schwerpunkte seit Jahren sehr intensiv betrieben. Zunächst wird versucht zu verstehen, wie Bakterien uns krank machen. Dabei ist besonders wichtig, das Gefahrenpotenzial sowie die Schwachstellen der Erreger zu erkennen. Gleichzeitig werden Wirkstoffe aus der Natur erforscht, welche anschließend optimiert werden, um als Medikamente eingesetzt zu werden.

Bei den Wirkstoffen aus der Natur handelt es sich um sogenannte mikrobielle Naturstoffe, die eine ergiebige Quelle für neue Wirkstoffkandidaten darstellen. Im Boden lebende Myxobakterien sind beispielsweise bekannte, aber wenig untersuchte Produzenten von Sekundärmetaboliten. Das HZI und das HIPS verfügen über eine Myxobakteriensammlung mit mehr als 9000 Stämmen.

HZI-Forscher entdeckten neue Antibiotika-Kandidaten, beispielsweise die Cystobactamide, die gegen besonders schwer zu bekämpfende gramnegative Erreger eingesetzt werden könnten. Gemeinsam mit Partnern aus der pharmazeutischen Industrie optimierten sie das Griselimycin, das gegen Tuberkulose-Erreger wirkt, und klärten dessen Wirkmechanismus auf.

Das sagen die Experten:

Rolf Müller, Gründungsdirektor des HZI-Standorts Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland in Saarbrücken

Die grundsätzlichen Ursachen für Bakterienresistenzen liegen in der Evolution. Seit rund zwei Milliarden Jahren existieren Bakterien auf der Erde - in denen sie fortwährend mutieren und neue Abwehrmechanismen gegen Bedrohungen entwickeln. Sie vermehren sich in ungeheurer Geschwindigkeit und Anzahl. So bringen sie immer wieder neue Varianten hervor - auch solche, die mit Giften wie Antibiotika besser umgehen können als ihre Vorfahren.  Es ist wenig überraschend, dass sie auch seit der Entdeckung von Antibiotika immer wieder neue Resistenzen bilden. Antibiotikaresistenzen sind ein globales Problem. Es wird angenommen, dass 2050 mehr Todesfälle durch Antibiotika-Resistenzen als durch Krebs verursacht werden könnten. Leider wurde In den letzten zehn Jahren gegen die multiresistenten ESKAPE-Pathogene kaum etwas unternommen, die derzeit in unseren Krankenhäuser die größten Probleme verursachen.“

Marc Stadler, Leiter der Abteilung Mikrobielle Wirkstoffe am HZI

„Es gibt viele Stoffe, die im Boden, in Pflanzen oder anderen Habitaten schlummern. Etwa 80 Prozent der Antibiotika stammen aus der Natur. Eine schier unerschöpfliche Quelle für neue Wirkstoffe bilden Pilze. Sie produzieren Antibiotika natürlicherweise, um sich gegen Bakterien durchzusetzen und deren Angriffe zu überleben. Gerade bei den Pilzen sieht man durch molekularökologische Untersuchungen, wie groß ihre Vielfalt ist. Man schätzt, dass es bis zu fünf Millionen Arten gibt. Wissenschaftlich beschrieben sind erst rund 100.000. Die Herausforderung ist nun, dass man diese Organismen für die Forschung zugänglich macht.“

Mark Brönstrup, Leiter der Abteilung Chemische Biologie

„Die meisten entdeckten Naturstoffe, und das gilt auch für Antibiotika, müssen chemisch modifiziert werden. Schließlich haben die Mikroorganismen die Wirkstoffe nicht zum Wohle des Menschen entwickelt, sondern aus Eigennutz, als Überlebensvorteil. Die Naturstoffe werden verändert, damit sie für den Einsatz im Menschen besser geeignet sind. Da geht es zum Beispiel um eine höhere Stabilität im Blutkreislauf, um höhere Wirkspiegel am Ort der Infektion oder um eine bessere Verträglichkeit. Die chemische Optimierung ist kompliziert, kostet einige Millionen Euro und dauert Jahre.“

Susanne Häußler, Leiterin Molekulare Bakteriologie am HZI

"Bei einer steigenden Anzahl an multiresistenten Erregern und gleichzeitig einer drastischen Abnahme von neu zugelassenen Medikamenten muss an neuen Wirkstoffen gearbeitet werden. Woran man auch arbeiten muss, weil es einen erheblichen Nachholbedarf gibt, ist an der Diagnostik in der medizinischen Mikrobiologie. Der Resistenztest von Bakterien beruht ausschließlich auf Wachstum in Anwesenheit von Antibiotika, der Zeitfaktor ist nur in Grenzen beeinflussbar. Wir bekommen dabei keine Informationen über die Resistenzmechanismen und die klonale Identität der Erreger. Deshalb arbeiten wir hier am HZI an einer molekularen Diagnostik: Wir isolieren bakterielle RNA und DNA, bestimmen genetische Marker der Resistenz und nehmen eine genaue Typisierung vor. So können wir schneller und zielgerichteter die Ausbreitung von multi-resistenten Stämmen verfolgen, und entsprechende prophylaktische und therapeutische Maßnahmen ergreifen."

 

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