Antiobiotikaresistenzen verständlich

​Ein Thema, welches mir als Infektionsbiologe sehr am Herzen liegt, weil unfassbar wichtig für die gesamte Menschheit:

Antibiotikaresistenzen. 

Darüber habe ich schon einige Male geschrieben, u.a. hier http://www.scietopia.de/?p=114, aber dieses englische Video mit dt. Untertiteln fasst die ganze Misere noch einmal visuell zusammen. 

Viel Spaß beim Schauen.
The Antibiotic Apocalypse

Wie Multi-Resistente Staphylococcus aureus-Zellen (die berühmt-berüchtigten MRSA) ein Antibiotikum austricksen

 

Ich benutze picsart_10-25-08-07-39das Adjektiv „faszinierend“ für meine Beiträge sehr häufig, doch passender können die Ergebnisse, welche Wissenschaftler weltweit zu Tage fördern, einfach nicht beschrieben werden.

Forscher des Imperial College London um Dr. Andrew Edwards konnten in einer gestern in Nature Microbiology veröffentlichten Studie zeigen, wie MRSA-Zellen der Wirkung eines der wirksamsten Reserveantibiotika entgehen können: dem Daptomycin.

Dieses Antibiotikum wird dann einsetzt, wenn kaum noch andere Wirkstoffe bei Haut- und Weichteil-Infektionen eine Wirkung zeigen. Und auch hier können in 20% der Fälle Resistenzen auftreten, was bei einem Erreger, der gegen immer mehr Antibiotika resistent wird, ein immens großes Problem darstellt. Das Daptomycin bindet u.a. an die Zellmembran (genauer an die Phospholipid-Doppelschicht im Inneren der Membran) der MRSA-Zellen, reichert sich dort an und bildet Poren, so dass wichtige Ionen aus der Zelle heraustreten und die Zelle somit geschädigt wird. Um diesem Schicksal zu entgehen, machen die Zellen etwas, was Piloten einer F22-Raptor (das oben dargestellte Kampfflugzeug) bei einer nahenden Rakete (analog zum Daptomycin) auch machen würden: sie lassen sogenannte „flares“ ab, das sind Täuschkörper, die die Raketen dann ablenken. Als Täuschkörpern werden dann aber Membran-Phospholipide abgesondert, die genau das Gleiche machen: nämlich das Daptomycin abfangen, da beide eine fettartige Struktur aufweisen und somit dem Tod entgehen. Es gibt noch zig andere sogenannte Immun-Evasions-Mechanismen, aber alle haben eines gemeinsam: sie sind einfach nur genial!

Bildquellen:

Links: F22-Raptor
Rechts: MRSA-Zelle, die Membran-Phospholipide absondert

Warum bestimmte Nahrungsmittel zu Migräne führen können. 

Und wieder faszinierende Ergebnisse zum Einfluss unserer bakteriellen Mitbewohner (des sogenannten humanen Mikrobioms) auf unsere Gesundheit. Erst kürzlich berichtete ich von einem sehr wahrscheinlichen Zusammenhang des intestinalen Mikrobioms (sprich der bakteriellen Bewohner unsere Darms) auf die Entstehung der multiplen Sklerose. Nun gibt es ähnliche Ergebnisse zur Entstehung der Migräne. Eine fürchterlich schmerzhafte Krankheit mit unbekanntem Ursprung. Millionen Menschen leiden dabei an immer wiederkehrenden, sehr schlimmen Schmerzen in der Schläfen- und Sitrnregion, Lichtempfindlichkeit, Übelkeit etc., wodurch ein normaler Tagesablauf nicht mehr möglich ist.

U.a. Entzündungsprozesse im Gehirn werden als möglicher Auslöser gehandelt und auch bestimmte Nahrungsmittel als sogenannte Trigger bzw. Auslöser einer Migräneattacke sind bekannt. All diese Nahrungsmittel haben eines gemeinsam: einen hohen Gehalt an Nitrat. 

Wie eine neue Veröffentlichung von Forschern der Universität California zeigen konnte (http://msystems.asm.org/content/1/5/e00105-16#DC1) besitzen für Migräne anfällige Patienten eine anders zusammengesetzte Mikroflora des Mundes. 

Nach der genetischen Analyse der sogenannten 16S rRNA von hunderten Speichel- und Stuhlproben konnten die Forscher einen klaren Unterschied in der Zusammensetzung des jeweiligen Mikrobioms feststellen. Nitrat-reduzierende, sprich verstoffwechselnde, Bakterienarten der Gattungen Streptococcus und Pseudomonas waren gehäuft in den Proben von Migränepatienten anzutreffen. Ein klarer Hinweis auf folgenden Zusammenhang:

metabolisieren, also verstoffwechseln, diese Bakterienarten das oral zugeführte Nitrat zu Nitrit, wird dieses wiederum zu Stickstoffmonoxid umgesetzt, was wiederum zu Gefäßerweiterungen (Vasodilatation) führen kann und dies schlußendlich zu den gefürchteten Migräneattacken. 

Wenn sich dieser Zusammenhang tatsächlich als ein Auslöser der Migräne herausstellt, könnte man mit probiotischen Ansätzen versuchen diese Bakterienarten durch nicht nitrat-umsetzende Arten zu ersätzen und die Migräneattacken verhindern. 

Sehr spannend und dieser Ansatz wird auf jeden Fall weiter verfolgt werden. Updates folgen, sollten sich hier spannende Neuigkeiten ergeben.

3 Engel für den Darm – Wie Bakterien den Darm schützen können

BakterienGut-microbiota.pngjeder kennt sie, viele hassen sie. Die Wahrheit ist: die meisten Arten sind gut, ja sogar überlebenswichtig. Nur wenige sind böse, sprich pathogen, verursachen also Krankheiten.  Und sie leben überall, man spricht vom humanen Mikrobiom. Dabei besiedeln sie unsere Haut und auch unseren Darm. Dieser  beherbergt schätzungsweise unglaubliche 1014 bakterielle Zellen und somit zehn mal mehr Zellen als unser Körper besitzt. Und das hat auch seinen Grund:  ohne unsere bakteriellen Darm-Bewohner, der sogenannten intestinalen Mikrobiota (bestehend aus ca. 500 – 1000 verschiedenen Arten), wäre unsere Verdauung ineffektiv. Sie helfen uns allgemein dabei unsere Nahrung zu verdauen (im Zusammenspiel mit körpereigenen Enzymen, wie dem Pepsin) versorgen uns mit Vitaminen, kurzkettigen Fettsäuren und helfen uns auch beim Abbau von körperfremden Stoffen, die uns sonst schaden könnten. Sehr wichtig und wenig bekannt, ist aber der Aspekt der Kolonisationsresistenz. Würde unser Darm nicht von Arten, wie z.B. Lactobacillus rhamnosus GG oder  Bifidobacterium lactis besiedelt, könnten sich pathogene Arten wie Clostridium difficile  oder auch der berühmt-berüchtigte enterohämorraghische Escherichia coli, besser bekannt als EHEC, im Darm festsetzen, sich dort vermehren und zu sehr gefährlichen Erkrankungen bis hin zum Tode führen. Das vorherrschende Gleichgewicht zwischen guten und bösen Bakterien ist also sehr wichtig und somit schützenswert. Und es ist so einzigartig, wie ein Fingerabdruck. Unser Mikrobiom begleitet uns sogar, egal, wo wir hingehen. Ein Durcheinanderwirbeln dieses hochsensiblen Miteinanders kann zu Fettleibigkeit (Adipositas) führen, wie aktuelle Studien zeigen konnten, oder sogar zu chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen und Typ 1-Diabetes.

Aufgrund dieses faszinierenden Zusammenspiels und seiner Komplexität, bin ich strikt gegen die unbedachte Verschreibung von Antibiotika. Denn diese bakterien-tötenden oder das Bakterienwachstum hemmenden Moleküle wirken leider nicht gezielt genug, sprich bei einer oralen Antibiotika-Therapie, vor allem beim Einsatz von sogenannten Breitband-Antibiotika, wird auch die für unsere Gesundheit so wichtige Darmflora in Mitleidenschaft gezogen. Stellen Sie sich ein Schleppnetz auf dem Grund des Darmbodens vor, welches einfach alles mitnimmt, was ihm im Weg steht und nur noch eine tote Einöde hinterlässt. Mit teilweise verheerenden Folgen.

Genau hier kommen die berühmten Probiotika ins Spiel. Dazu muss man sich keine teuren Produkte diverser Großkonzerne kaufen, es genügt auch der Verzehr von normalem Joghurt oder Sauerkraut. Nach einer Antibiotika-Therapie kann man seine Darmflora zum Glück in den meisten Fällen wiederherstellen, indem man Produkte verzehrt, die diese guten Bakterien, wie Lactobacillen und Bifidobakterien, enthalten. Wissenschaftler der Universität von Tasmanien gingen nun der Frage nach, ob denn diese Probiotika bei Gabe während einer Antibiotika-Therapie bei Kindern diese vor der Hauptnebenwirkung Durchfall schützen könnten. Dazu führten sie eine placebokontrollierte klinische Studie an 72 Kindern durch und verabreichten 34 jungen Patienten 200 Gramm pro Tag eines probiotischen Joghurts aus dem Handel. Dieser Joghurt enthielt die Bakterienarten Lactobacillus rhamnosus GG (LGG), Bifidobacterium lactis (Bb-12) and Lactobacillus acidophilus, also alles Vertreter der “Guten”.
36 Patienten bekamen einen pasteurisierten Joghurt, also einen Joghurt mit abgetöteten Bakterien (Kontrollgruppe).  Das Ergebnis war oder ist beeindruckend: es trat kein schwerer Durchfall in der Gruppe auf, die den probiotischen Joghurt bekam, wohingegen sechs Kinder der Kontrollgruppe daran erkrankten.

Was ich Ihnen, liebe Leser, damit aufzeigen möchte, ist die wundervolle Wirkung von Bakterien auf unseren Körper, auf unsere Gesundheit und das nicht alle Bakterien böse sind. Daher gilt es sehr gut abzuwägen, wann Antibiotika eingesetzt werden sollten und wann nicht.

Originalpublikation:

Can probiotic yogurt prevent diarrhoea in children on antibiotics? A double-blind, randomised, placebo-controlled study

Antibiotikaresistenzen – Grund zur Panik?

Resistenz

Als Infektionsbiologe liegt mir folgendes Thema besonders am Herzen: die immer weiter zunehmende Verbreitung multiresistenter Keime, wie z.B. den “berühmten” MRSA-Bakterien. Das sind Methicillin- bzw. multiresistente Staphylococcus aureus-Stämme, die besonders stark in Krankenhäusern vorkommen. Zahlen für Deutschland gehen von ca. 132.0001 MRSA-Infektionen pro Jahr aus. Die Zahl der Todesfälle wird dabei auf ca. 40.0002 geschätzt. Aktuell ist ja momentan ein “Ausbruch” im Universitätsklinikum Schleswig-Holstein mit bisher 11 Toten. Ob diese, meist älteren Patienten, tatsächlich an einem gegen 4 Antibiotika-Gruppen resistenten Acinetobacter baumanii-Infekt verstarben, muss noch abschließend geklärt werden. Es gibt sehr viele Bakterien-Arten, die immer resistenter gegen alle möglichen Antibiotika-Klassen werden. Um einige zu nennen:

die eingangs erwähnten Staphylococcus aureus und Acinetobacter baumanii, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli und Enterococcus faecalis3.

Tendenz steigend. Dramatisch wird die Situation durch die immer schwieriger werdende Entwicklung neuer Antibiotika-Klassen.

1. Was sind Antibiotikaresistenzen?

Wie der Name schon impliziert, können Bakterien Resistenzen gegen alle möglichen Arten von Antibiotika erwerben. Diese Resistenzen beruhen auf zufälligen Mutationen in bestimmten Genen der Bakterien, die u.a. dazu führen, dass z.B. ß-Lactam-Antibiotika, wie das berühmte Penicillin nicht mehr an sein Zielprotein binden kann und somit seine Wirkung nicht entfalten kann. Andere Arten der Resistenzen führen zu einem Ausschleusen der Antibiotika, wie im Falle der Tetracycline, mit Hilfe sogenannter Efflux-Pumpen. Dies sind membranständige Proteine, die Moleküle aus der Zelle hinaus transportieren können. Was die Diversität von Resistenz-mechanismen angeht, sind die Bakterien wirklich absolute Meister.

2. Wieso werden Bakterien resistent?

Erster Hauptgrund ist der maßlose Einsatz von Antibiotika in der Tierzucht als sogenannte Leistungsförderer, welche zu einer besseren Aufnahme der Nährstoffe führen. Z.B. indem sie das Verhältnis von Propion-, Essig- und Milchsäure-bildende Bakterien im Pansen von Rindern kontrollieren und somit das Verhältnis dieser Säuren zueinander. Dies wiederum führt zu einer besseren Futterverwertung und somit zu einem Zuwachs an Muskelmasse. Auch in der Geflügelzucht sind Antibiotika so weit verbreitet, dass sie in fast jeder dritten Probe von tiefgekühltem Geflügel nachgewiesen werden konnten4.

Zweiter Hauptgrund ist das zu häufige Verschreiben und die unsachgemäße Anwendung von Antibiotika. Wer Antibiotika verschrieben bekommt, MUSS diese bitte bis zum Schluss nehmen.

Wird dies nicht eingehalten, können einige Millionen Bakterienzellen überleben und durch den ausgeübten Selektionsdruck Resistenzen entwickelt haben. Diese Resistenzen werden auf sogenannten Plasmiden, extrachromosomalen DNA-Abschnitten, kodiert und bei der Konjugation, also dem bakteriellen Sex, an eine plasmidlose Zelle weitergegeben, womit diese ebenfalls resistent wird. Und schon haben wir den Salat.

3. Was kann man dagegen tun?

Bratet bitte euer Fleisch grundsätzlich sehr gut durch und tragt auch beim Hantieren mit dem Fleisch am besten Küchenhandschuhe.

Und bitte bitte bitte nehmt so selten, wie es nur geht, Antibiotika und wenn, dann bitte IMMER bis die Packung leer ist.

Zum Glück tut sich auch etwas auf politischer Ebene, wie immer sehr langsam. Siehe hier: http://www.bmel.de/DE/Tier/Tiergesundheit/Tierarzneimittel/_texte/Antibiotika-Dossier.html;jsessionid=C599BC8A51051B466DC41C456E2A4C85.2_cid376?nn=539690&notFirst=true&docId=2661834

Quellen:


1
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7503398?dopt=Abstract

2 Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene

3 https://ars.rki.de/CommonReports/Erregeruebersicht.aspx

4 http://www.sueddeutsche.de/wissen/landwirtschaft-zu-viel-antibiotika-in-der-haehnchenmast-1.1175595