Medizin

Neue Waffen gegen resistente Keime

Gegen lebensbedrohliche Infektionskrankheiten wie Tuberkulose, Lungenentzündung, Bakterienruhr und Blutvergiftung hat der Mensch wirksame Mittel: Antibiotika. Doch deren ungezielter Einsatz fördert weltweit Resistenzen. Arzneimittelforscher und Bakterien liefern sich einen Wettlauf.

Foto: Jeffrey Telner / Okapia

Ursprünglich sind diese Allheilmittel gegen bakterielle Infektionen Abwehrstoffe, die viele Mikroorganismen selbst gegen eine unliebsame Konkurrenz produzieren. Spätestens seit der Entdeckung des Penicillins im Jahr 1928 durch Alexander Fleming machen sich Mediziner diese Erfindung der Natur zunutze und entwickeln immer neue Wirkstoffe.

Die Krankenkassen schätzen, dass Patienten in Deutschland pro Jahr 1500 Tonnen Antibiotika einnehmen. In Europa sind es jährlich rund 8500 Tonnen. Zudem werden auch Tierbestände sehr häufig mit Antibiotika zur Abwehr von Infektionskrankheiten behandelt. Rund 4000 Tonnen betrug allein der Jahresverbrauch der vier Länder Deutschland, Dänemark, Frankreich und Niederlande zwischen 2003 und 2005, hat der Bundesverband für Tiergesundheit errechnet. Inzwischen gelten striktere Regeln: Seit 2006 dürfen antibiotische Wachstumsförderer in Futtermitteln nicht mehr eingesetzt werden.

Der hohe Verbrauch zeigt, dass Antibiotika gerne als Allheilmittel eingesetzt werden. Zu Recht, denn den Angriff eines Antibiotikums überleben in der Regel nur wenige Bakterien. Doch da sie sich enorm schnell vermehren und immer neue Varianten hervorbringen, vererben diese wenigen ihre Resistenz. So fördert jeder Einsatz der Antibiotika auch die Resistenzen gegen sie. Ein Teufelskreislauf beginnt: Je häufiger ein bestimmtes Antibiotikum zum Einsatz kommt, desto mehr profitieren die dagegen resistent gewordenen Keime. „Die stetig zunehmende Resistenz von Bakterien gegenüber den gängigen Antibiotika wird auch in Deutschland immer mehr zu einer Bedrohung für die Gesundheit der Patienten“, warnt Professor Norbert Suttorp, Direktor an der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt für Infektiologie an der Berliner Charité, auf dem 113.Kongress der Deutschen Gesellschaft für innere Medizin.

Die Experten sind darüber besorgt, dass Antibiotika immer noch ungezielt in der Human- oder Veterinärmedizin eingesetzt werden. „Bei der Intensivbehandlung haben wir deshalb auch in Deutschland immer wieder mit Situationen zu tun, in denen alle Standardantibiotika versagen“, sagt Winfried Kern, Professor für Innere Medizin an der Universität Freiburg.

Ein Problem in der Erregerbekämpfung, schreiben britische, dänische und spanische Forscher in dem Bericht „Antibiotic Resistance“, den das europäische Parlament in Auftrag gegeben hat, sind die Herstellungskosten: „Neue Medikamente zu entwickeln nimmt zu viel Zeit in Anspruch.“ Zwölf Jahre, rechnen Pharmahersteller, dauert es, ein neues Medikament zur Marktreife zu bringen. Und von den 8000 bekannten antibiotisch wirksamen Substanzen sind nur 80 als Arzneimittel zu gebrauchen. Der Rest verursacht starke Nebenwirkungen wie Allergien oder sogar Krebs und ist als Arznei damit ungeeignet. Aussicht auf die erfolgreiche Entwicklung eines neuen Antibiotikums bis 2009 versprechen sich derzeit, so der Verband forschender Arzneimittelhersteller, nur 13 Prozent der industriellen Arzneimittelprojekte.

Antibiotika wie zum Beispiel Penicillin funktionieren im Grunde nach dem immer gleichen Prinzip: Ein Mikroorganismus produziert sie und schädigt damit bestimmte Stoffwechselleistungen anderer Mikroorganismen, beispielsweise die Zellwand, die daraufhin zugrunde gehen. „Löcher“ im Bakterienrasen der Kulturschale verraten Forschern, wie wirksam der jeweilige Wirkstoff ist. Für die Human- und Veterinärmedizin sind Antibiotika deshalb so praktisch, weil sie gezielt biochemische Abläufe von Bakterienzellen blockieren, ohne wesentlich in Stoffwechselvorgänge menschlicher Zellen einzugreifen. Dadurch gehören Antibiotika zu den schlagkräftigsten und am häufigsten eingesetzten Medikamenten gegen Infektionskrankheiten.

Doch die Mikroben rüsten nach. Von Staphylococcus-aureus-Bakterien ist bekannt, dass sie zum Beispiel beim Aufbau der Zellwand auf alternative Wege ausweichen. Die Antibiotika wirken dann nicht mehr. Zudem werden die Bakterien nach und nach gegen mehrere Antibiotika gleichzeitig resistent, und Infektionen können tödlich verlaufen.

Wenn die Patienten mit solchen resistenten Bakterien infiziert sind, werden ihnen die sogenannten Reserveantibiotika verabreicht. Sie sind effizienter als Substanzen wie Penicillin, weil sie beispielsweise molekulare Bausteine für den Aufbau der bakteriellen Zellwand imitieren. Greifen die Erreger in ihrem Vermehrungseifer auf das vermeintlich günstige Angebot der dargebotenen Bausteine zurück, hat das für sie fatale Folgen: Durch das Medikament wird ihre Zellwand morsch und löchrig. Sie sterben ab. Weitere Angriffsziele moderner Antibiotika sind die Proteinfabriken der Bakterien. Tetrazykline beispielsweise legen sie lahm, sodass sich die Bakterien nicht mehr vermehren können. Auch Sulfonamide stoppen die Vermehrung von Bakterienzellen. Sie blockieren die dafür nötige Verdoppelung des Erbmoleküls.

Weltweit wurden – wenn auch nur vereinzelt – Fälle beobachtet, bei denen nicht einmal mehr die Reserveantibiotika wirken. Langsam scheinen die Bakterien wieder die Oberhand zu gewinnen. „Es gibt immer irgendwelche Bakterien, die gegen ein bestimmtes Antibiotikum von Natur aus resistent sind“, sagt Professor Helmut Tschäpe, ehemals Leiter des Fachbereichs bakterielle Infektionen des Robert-Koch-Instituts. „Eigentlich bräuchten wir eine See-Saw-Strategie, bei der europaweit gleichzeitig ein bestimmtes Antibiotikum eingesetzt wird, das dann nach einer definierten Zeit wieder durch ein anderes ersetzt wird.“ Ansonsten könnten die Bakterien untereinander ihre Resistenzmechanismen über Gentransfer so austauschen, dass letztlich die gefürchteten mulitiresistenten Keime entstehen.

Möglichkeiten zum Informationsaustausch gibt es viele: Bakterien können genetische Informationen nicht nur durch Zellteilung vererben, sondern auch über Artgrenzen hinweg via genetischer Rohrpost austauschen. Dazu bilden die Einzeller lange, dünne Auswüchse. Durch diese Verbindungen tauschen sie kurze Stücke ihres Erbmaterials aus, vor allem Gene, durch die sie besonders widerstandsfähig werden.

Und so geht das Wettrüsten zwischen moderner Medizin und Mikroben munter weiter. Dennoch haben viele Forscher die Hoffnung nicht aufgegeben, Wirkstoffe zu finden, mit denen sich gefährliche Keime außer Gefecht setzen lassen. Die Ausgangsstoffe für neuartige Antibiotika suchen sie nicht mehr nur im Reich der Mikroben. Auch Pflanzen und Tiere verfügen von Natur aus über Hunderte von Substanzen, mit denen sie Krankheitskeime abwehren. Ein Teil davon hat es bereits als Medikament bis in die frühe klinische Erprobung geschafft. Die Forscher versuchen allerdings nicht nur, neue Antibiotika aufzuspüren, sondern wollen auch solche Wirkstoffe herstellen, die resistente Bakterien überlisten. So sollen, wie Cornelia Yzer, Geschäftsführerin des Verbands Forschender Arzneimittelhersteller sagt, bis 2009 zwei sogenannte Resistenzbrecher zugelassen werden. Forscher haben dazu ein ehemals wirksames Medikament so verändert, dass es wieder wirkt. Es gelte eben auch, die Resistenzentwicklung zu erforschen, anstatt nur nach neuen Antibiotika zu suchen und so in den Wettlauf mit den Bakterien einzutreten.

Um wirklich wirksam gegen infektiöse Bakterien vorzugehen, müssten sich die diversen Nutzergruppen an einen Tisch setzen und sich auf eine Strategie einigen“, sagt Helmut Tschäpe. Klinikärzte müssten sich darauf einigen, wie viele und welche Antibiotika sie bei welchen Krankheiten verschreiben. Das Gleiche gilt dann auch für die niedergelassenen Ärzte. Zudem müssten Tier- und Humanmediziner sich darüber einigen, ob es nicht sinnvoll wäre, manche Arzneimittel nur bei Tieren, andere nur bei Menschen einzusetzen. „Das alles sind aber fromme Wünsche“, sagt der Bakteriologe Tschäpe.

Das ist die gesundheitspolitische Seite des Resistenzproblems. Forscher legen jedoch viel Hoffnung in die Neuentwicklungen. Dank moderner Biotechnologie können sie mittlerweile gezielt in den Stoffwechsel der Keime eingreifen. „Zum Beispiel kann man den Eisenstoffwechsel der Bakterien stören, ohne den Stoffwechsel des Menschen zu beeinträchtigen“, so Helmut Tschäpe. „Aber es wurde schon häufig gesagt: ‚Das ist der Durchbruch!' Wegen der hohen Anpassungsfähigkeit der Bakterien herrscht aber immer auch ein Gegendruck.“ Der Kampf gegen die Krankheitserreger ist so schnell nicht zu gewinnen. Es kommt in Zukunft drauf an, dass Patienten und Ärzte angemessen und weitsichtig mit den neuen Medikamenten umgehen.