Antibiotika: Neuer Test zeigt, welche wirklich wirken

Antibiotika gegen Bakterien wie den Tuberkulose-Erreger bewertet man oft danach, wie gut sie das Bakterienwachstum unter Laborbedingungen stoppen. Entscheidend ist jedoch, ob die Wirkstoffe die Keime im Körper tatsächlich eliminieren. Wie misst man das?

Forschende der Universität Basel (Schweiz) stellen in einer aktuellen Publikation eine neue Methode vor. Mit dieser messen sie, wie effektiv Antibiotika Bakterien abtöten. Bisherige Labortests erfassen laut den Wissenschaftlern nur, ob ein Medikament Bakterien in ihrem Wachstum stoppt – jedoch nicht, ob sie dabei wirklich sterben.

Um Behandlungserfolge besser vorherzusagen, haben Forschende um PD Dr. Lucas Boeck vom Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel eine neue Methode entwickelt. Sie berichten darüber im Journal „Nature Microbiology“.

Schicksal einzelner Bakterien über Tage beobachtet

Die Forschenden bezeichnen das Verfahren als „Antimicrobial Single-Cell Testing“. Es beruht auf mikroskopischen Aufnahmen von Millionen einzelner Bakterien unter tausenden verschiedenen Bedingungen. „Wir filmen damit jedes einzelne Bakterium über mehrere Tage und beobachten, ob und wie schnell ein Medikament es tatsächlich abtötet“, erklärt Boeck. So lasse sich genau messen, welcher Anteil der Bakterienpopulation durch die Therapie eliminiert werde und wie effizient dies geschieht.

Um ihre Methode unter Beweis zu stellen, testete das Forschungsteam 65 Kombinationstherapien am Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis. Die Forschenden erprobten das Verfahren außerdem an Bakterienproben, die von 400 Patienten mit einer anderen komplexen Lungeninfektion stammten. Ausgelöst wird diese durch Mycobacterium abscessus.

Es zeigten sich zum einen Unterschiede zwischen unterschiedlichen Therapien, zum anderen aber auch zwischen unterschiedlichen Bakterienstämmen verschiedener Patienten (Antibiotikatoleranz). Anschließende Analysen ergaben, dass bestimmte genetische Eigenschaften dafür verantwortlich sind, wie gut die Bakterien die Antibiotikatherapie gewissermaßen aussitzen können.

„Je besser Bakterien ein Antibiotikum tolerieren, desto schlechter sind die Chancen für den Erfolg der Therapie bei den Patientinnen und Patienten“, fasst Boeck die Ergebnisse zusammen. Im Vergleich mit Daten aus klinischen Studien und Tiermodellen spiegelten die Ergebnisse des Antimicrobial Single-Cell Testing sehr gut wider, wie effektiv die verschiedenen Therapeutika Infektionen bekämpfen.

Nutzen für Betroffene und Medikamentenentwicklung

Das neue Verfahren ist bisher noch ein Forschungswerkzeug, das aber in Zukunft auch Anwendungen in Klinik und Industrie finden könnte. Dereinst könnte es sowohl Betroffenen als auch der Medikamentenentwicklung in mehrfacher Hinsicht nützen, glaubt Boeck. „Mit unserem Testverfahren können wir Antibiotikatherapien individuell auf Bakterienstämme einzelner Patientinnen und Patienten abstimmen.“ Ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Genetik könnte zukünftig sogar noch einfachere und schnellere Tests auf Antibiotikatoleranz ermöglichen.

Zudem könne es helfen, die Wirksamkeit neuer Medikamente schon während der Entwicklung besser abzuschätzen. „Nicht zuletzt können die Daten der Forschung helfen, Überlebensstrategien von Krankheitserregern besser zu verstehen und damit die Basis für neue, effektivere Therapieansätze legen“, sagt Boeck.