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Wenn Antibiotika versagen, können sich "bakterienfressende" Viren durchsetzen

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Antibiotikaresistente Bakterien können Infektionen verursachen, die sehr schwer zu behandeln sind, und sie können manchmal das Leben einer Person in Gefahr bringen. Ein kreativer neuer Ansatz kann jedoch eine starke Waffe gegen diese "Superbugs" sein

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

Da immer mehr gefährliche Bakterien auf starke Antibiotika nicht mehr ansprechen, haben die Forscher begonnen, nach alternativen Wegen zur Bekämpfung dieser "Superbugs" zu suchen

Jüngste Studien haben den Nutzen einiger überraschender Therapien gegen antibiotikaresistente Bakterien untersucht, darunter die Verwendung eines spezifischen Bakteriums, das auf irischem Boden lebt, und das Experimentieren mit neuen Medikamentenkombinationen.

Forscher der University of Pittsburgh in Pennsylvania und des Howard Hughes Medical Institute (HHMI) in Chevy Chase, MD, belegen nun, dass ein anderer Ansatz eine effektive Möglichkeit zur Bekämpfung gefährlicher bakterieller Infektionen bieten kann.

Prof. Graham Hatfull, der an der University of Pittsburgh und am HHMI arbeitet, und sein Team haben sich mit einer Art biologischem Infektionserreger namens "Bakteriophagen" oder einfach "Phagen" beschäftigt

Bakteriophagen - ein Name, der wörtlich "Bakterienfresser" bedeutet - sind Viren, die verschiedene Bakterienstämme angreifen, infizieren und zerstören. Frühere Forschungen, die von Prof. Hatfull mitverfasst wurden, deuten darauf hin, dass es schätzungsweise 1031 Bakteriophagenpartikel auf dem Planeten gibt.

Unterschiedliche Phagen zielen jedoch auf unterschiedliche Bakterienstämme. Aus diesem Grund kann die Identifizierung des passenden Wirkstoffs für welches Bakterium eine herausfordernde Trial-and-Error-Aufgabe sein.

Wiederbelebung einer alten Idee

Der Ansatz der "Phagentherapie" mit Bakteriophagen zur Abwehr von Infektionen ist keineswegs eine neue Idee. Tatsächlich ist diese Vorstellung seit fast 100 Jahren auf den Radars der Forscher.

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

Wissenschaftler erklären jedoch, dass die anfängliche Begeisterung über das Potenzial der Phagentherapie über viele Jahre hinweg nachgelassen hat. Dies lag zum Teil daran, dass den Forschern damals nur begrenzte Kenntnisse und wissenschaftliche Ressourcen zur Verfügung standen.

Nun aber könnte das Interesse an der Phagenforschung dank eines aktuellen Therapieerfolgs wieder in vollem Umfang zunehmen.

Prof. Hatfull und das Team erklären in einem Studienpapier, das in der Zeitschrift Nature Medicine erscheint, dass sie mit Hilfe sorgfältig ausgewählter Phagen eine schwere Infektion bei einem 15-jährigen Patienten mit einer komplexen Krankengeschichte behandeln konnten.

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

Im Jahr 2017 präsentierten sie sich im Great Ormond Street Hospital (GOSH) in London, Großbritannien, um sich einer Doppel-Lungentransplantation zu unterziehen.

Kurz nach dem Eingriff stellten die Ärzte des Patienten jedoch fest, dass die Operationswunde rot und roh aussah, dass sie eine Leberinfektion hatten und dass sich mehrere Knoten am Körper gebildet hatten. Diese Knötchen enthielten Bakterien, die versuchten, durch die Haut "aufzutauchen".

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Mit Viren Bakterien angreifen

In Zusammenarbeit mit den Ärzten von GOSH suchten die Wissenschaftler nach Bakteriophagen, die die spezifischen Bakterienstämme angreifen, die den betreffenden 15-jährigen Patienten und einen anderen jungen Menschen mit Mukoviszidose infizieren. Auch der andere Patient hatte sich einer Doppel-Lungentransplantation unterzogen und hatte eine schwere Infektion.

Die Forscher reagierten auf die Appelle der Ärzte; die beiden jungen Patienten reagierten auf keines der erhaltenen Antibiotika.

Diese Infektionen, so die Forscher, seien nicht neu; die Patienten hatten sie viele Jahre zuvor entwickelt, hatten sie aber bis zu ihrer Operation unter Kontrolle gehalten, als sie gefährlich aufloderten.

"Diese Käfer haben nicht auf Antibiotika reagiert. Es sind hochgradig medikamentenresistente Bakterienstämme", sagt Prof. Hatfull. Also, erklärt er, haben sich die Wissenschaftler entschieden, "[Bakteriophagen] als Antibiotika zu verwenden - als etwas, das wir benutzen könnten, um infektiöse Bakterien abzutöten

Prof. Hatfull beschäftigt sich vor allem mit der Erforschung von Phagen und der Behandlung der Tuberkulose (TB), einer bakteriellen Infektion, die sich hauptsächlich in der Lunge ansiedelt. Seine in London ansässigen Kollegen setzten sich mit ihm in Verbindung, weil ihre beiden jungen Patienten zufällig Infektionen hatten, die durch Stämme von Mycobacterium verursacht wurden, das ebenfalls an TB beteiligt ist.

Die Ärzte schickten Prof. Hatfull Proben der für die Infektionen der Patienten verantwortlichen Bakterienstämme, damit er und seine Mitarbeiter herausfinden konnten, welche Phagen sie angreifen und zerstören können.

Innerhalb weniger Monate fanden sie den Phagensatz, der zu den Bakterien passen könnte, die einen der Patienten infizieren. Diese erste Entdeckung kam jedoch zu spät; der Patient war Anfang des gleichen Monats gestorben.

Neuland'

Bei der Identifizierung der Phagen, die dem 15-jährigen Patienten helfen können, verlief die Suche nicht so reibungslos. Zunächst fand das Team drei potenziell nützliche Bakteriophagen. Es stellte sich jedoch heraus, dass nur eine einzige wirksam war, um die angestrebten Bakterien zu infizieren.

Die Lösung, die Prof. Hatfull und sein Team dann fanden, bestand darin, die Genome der beiden weniger effektiven Phagen zu modifizieren, um sie voll wirksam gegen die Bakterien zu machen, die sie angreifen mussten.

Nachdem sie eine Mischung identifiziert hatten, die sowohl effektiv als auch sicher war, nahmen sie Kontakt mit den Ärzten auf, die sie dann zweimal täglich dem Patienten verabreichten. Jede Dosis enthielt eine Milliarde Phagenpartikel.

Nach 6 Wochen dieser innovativen Behandlung sahen die Ärzte, dass die Leberinfektion des Patienten fast verschwunden war. Derzeit berichten die Ärzte, dass nur noch ein paar der verräterischen Knötchen übrig sind.

Prof. Hatfull und sein Team freuen sich besonders darüber, dass die von ihnen angesprochenen Bakterien bisher noch keine Resistenz gegen die Phagen entwickelt haben, mit denen die Forscher sie angreifen. Dies bedeutet, dass dieser Ansatz einer sein kann, den Ärzte weiterhin bei der Behandlung schwerer, resistenter Infektionen anwenden können.

Dennoch stellen die Wissenschaftler fest, dass es nach wie vor schwierig ist, den richtigen Phagenmix für die Behandlung einzelner bakterieller Infektionen zu finden. Es bleibt noch viel zu tun, um die besten Phagentherapien zu finden.

"Wir befinden uns auf einer Art Neuland."

Prof. Graham Hatfull