Fallbericht: Arzneimittelresistente Bakterien können aus dem Darm in die Lunge gelangen und das Infektionsrisiko erhöhen

Wissenschaftler haben einen ersten direkten Beweis dafür gefunden, dass Antibiotika-resistente Bakterien aus dem Darmmikrobiom in die Lunge wandern können.

Die Forschenden berichten über einen Patienten, der das Bakterium Pseudomonas aeruginosa als Teil seines Darmmikrobioms trug. Während Pseudomonas im Allgemeinen nicht als gefährlich angesehen wird, wenn es Bestandteil eines gesunden Darmmikrobioms ist, kann es schwere Infektionen in der Lunge von Krankenhauspatienten verursachen.

Während seines Krankenhausaufenthaltes wurde der Patient wegen des Verdachts auf eine Harnwegsinfektion (HWI) mit dem Antibiotikum Meropenem behandelt. Die Behandlung mit Meropenem führte dazu, dass nichtresistente Bakterien im Darm und in der Lunge abgetötet wurden, und Antibiotika-resistente Mutanten von Pseudomonas wachsen und sich vermehren konnten. Die Ärzte stellten dann fest, dass Pseudomonas während der Antibiotikabehandlung aus dem Darm in die Lunge des Patienten wanderte, wo das Bakterium eine noch höhere Antibiotikaresistenz entwickelte.

Da antimikrobielle Resistenzen (AMR) in Krankenhäusern zunehmend Anlass zur Sorge sind, ist es bei gefährdeten Patienten von entscheidender Bedeutung, die Ausbreitung von AMR-Bakterien mit antimikrobieller Resistenz auf andere lebenswichtige Organe wie die Lunge zu verhindern. Der Ursprung der Bakterien, die diese schweren Infektionen verursachen, kann jedoch schwer zu bestimmen sein. Diese Studie zeigt, wie das Darmmikrobiom als Reservoir für AMR-Erreger fungieren kann, die in die Lunge wandern können, wo sie das Potenzial haben, lebensbedrohliche Krankheiten wie eine Pneumonoie zu verursachen.

Die Ergebnisse dieser Studie deuten laut den Forschenden darauf hin, dass die Eliminierung von AMR-Erregern aus dem Darmmikrobiom von Krankenhauspatienten dazu beitragen könnte, schwere Infektionen zu verhindern. Sie verdeutlicht auch, wie der Einsatz von Antibiotika tiefgreifende Auswirkungen auf Bakterien haben kann, die eigentlich nicht das Ziel einer Antibiotikabehandlung sind.

Die Forscher testeten den Patienten während seiner gesamten Zeit im Krankenhaus, um die Dauer seiner Infektion mit Pseudomonas zu verfolgen. Sie verwendeten einen genetischen Ansatz und erstellten einen zeitkalibrierten Stammbaum der Bakterien, der es ihnen ermöglichte, das Voranschreiten und den Ort der Infektion sowie ihre Entwicklung zu analysieren. Sie fanden auch eine große genetische Vielfalt im Darm, was ebenfalls darauf hindeutet, dass das Mikrobiom ein Reservoir für das Auftreten von AMR sein könnte.

Glücklicherweise zeigte der Patient in diesem Fall eine Immunantwort auf die AMR-Bakterien in seiner Lunge, sodass es nicht zu einer Pneumonie kam. Viele schwer erkrankte Personen, insbesondere im Winter, haben jedoch ein geschwächtes Immunsystem, erinnern die Studienautoren. Leitlinien zu AMR stellten häufig die Reduzierung von Infektionen durch externe Quellen in den Vordergrund – es sei aber ebenso wichtig zu verstehen, wie sich eine AMR innerhalb eines einzigen Patienten entwickeln und ausbreiten kann, betonen die Autoren der aktuellen Veröffentlichung.

Die Forscher beabsichtigen nun zu beurteilen, wie häufig eine bakterielle Translokation vom Darm in die Lunge bei gefährdeten Patienten auftritt, indem sie Proben aus einer ganzen Kohorte sammeln.

Prof. Craig MacLean, Professor am Institut für Biologie, sagt: „Es besteht ein eindeutiger Bedarf, neue Ansätze für die Herausforderungen zu entwickeln, die die Antibiotikaresistenz mit sich bringt. Unsere Studie zeigt, wie eine Darm-Lungen-Translokation und der Einsatz von Antibiotika zusammen die Ausbreitung von AMR bei einem einzelnen Patienten vorantreiben können. Erkenntnisse wie diese werden benötigt, um neue Interventionen gegen resistente Infektionen zu entwickeln. Unsere Studie hebt zum Beispiel einen potenziellen Vorteil der Eliminierung von AMR-Bakterien wie Pseudomonas aeruginosa aus dem Darmmikrobiom von Krankenhauspatienten hervor, selbst wenn diese Bakterien eigentlich keine Infektion verursachen.“ MacLean ergänzt: „Es kann schwierig sein, bei Patienten AMR-Erreger zu eliminieren, sobald sie sich etabliert haben, und unsere Arbeit unterstreicht auch die Bedeutung der Vermeidung unnötiger Antibiotika-Einnahmen und der Entwicklung antibakterieller Behandlungen, die nur auf die Bakterien abzielen, die tatsächlich eine Infektion hervorrufen.“