Nachhaltige Strategien gegen die Antibiotika-Krise

Kiel Evolution Center (KEC) veranstaltete internationales Symposium zur Anwendung evolutionsbiologischer Prinzipien gegen Antibiotika-Resistenzen.

„Evolutionsbiologie gegen die Antibiotika-Krise“ hieß die Veranstaltung, die das KEC der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie (MPI-EB) in Plön vergangene Woche veranstaltet hat. An drei Tagen diskutierten Grundlagenforschende und Medizinerinnen und Mediziner aus Norddeutschland, Berlin und Zürich aktuelle Ansätze der Evolutionsbiologie, die dem zunehmend bedrohlichen Problem der Resistenzen bakterieller Krankheitskeime gegen antibiotische Wirkstoffe entgegenwirken könnten. Das gemeinsame Ziel der Teilnehmenden war die Entwicklung neuartiger Behandlungsstrategien gegen Infektionskrankheiten, die die evolutionäre Anpassungsfähigkeit der Krankheitserreger als zentrale Herausforderung berücksichtigen.

Anlass des Symposiums und auch vieler der gemeinsamen Forschungsaktivitäten von KEC und MPI-EB ist die globale Antibiotika-Krise, die sich aktuell dramatisch zuspitzt: Die Weltgesundheitsorganisation WHO warnt davor, dass sich in einer möglicherweise bevorstehenden post-antibiotischen Ära eigentlich harmlose Bakterieninfektionen zu einer der häufigsten Todesursachen entwickeln könnten. Schon heute schätzt man die Zahl der durch behandlungsresistente Krankheitskeime verursachten Todesfälle auf über 30.000 pro Jahr – allein in Europa.

Ursache: Falsch eingesetzte Antibiotika

Diese elementare Bedrohung für die öffentliche Gesundheit ist nach Meinung der Experten durch den jahrzehntelangen sorglosen Antibiotikaeinsatz entstanden, vor allem im medizinischen Behandlungsalltag und durch die umfangreiche Nutzung in der Landwirtschaft. Folge dieser oft zu unspezifischen Antibiotikagabe ist die schnelle evolutionäre Anpassung der bakteriellen Krankheitserreger an die eingesetzten Wirkstoffe. Manchmal bilden sie bereits nach kurzer Zeit Resistenzen aus, so dass selbst neu entwickelte Antibiotika äußerst schnell ineffektiv werden können. Bislang nehmen Standardtherapien jedoch kaum Rücksicht auf den entscheidenden Einfluss der natürlichen Selektion, der den Mechanismen der Resistenzbildung zugrunde liegt – und begünstigen damit das Problem rasant fortschreitender Resistenzevolution bei vielen Krankheitserregern. Die gegenwärtige medizinische Praxis birgt also das Risiko, auch die letzten noch zur Verfügung stehenden antibakteriellen Wirkstoffe zu verlieren.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit suchen intensiv nach Lösungen, um diesen Teufelskreis zu durchbrechen, so auch die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der aktuellen Tagung. „Die Evolutionsforschenden zum Beispiel in Kiel und Plön streben danach, Erkenntnisse aus der Evolutionsbiologie so auf die Nutzung vorhandener antibiotischer Wirkstoffe anzuwenden, dass ihre Wirkung länger erhalten bleibt“, erklärt Prof. Hinrich Schulenburg, KEC-Sprecher und Fellow am Plöner MPI-EB. „Wir müssen wegkommen vom nicht-nachhaltigen Einsatz des noch verfügbaren Antibiotika-Arsenals und gemeinsam mit Ärztinnen und Ärzten neuartige Therapien entwickeln“, so Schulenburg weiter.

Resistente Krankheitskeime austricksen

Ein Beispiel für solche nachhaltigen Behandlungsstrategien, die beim Symposium diskutiert werden, liegt etwa in der Kombination und dem schnellen Wechsel bestimmter gut zusammenwirkender Antibiotika. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass sich so einerseits die Resistenzbildung der Krankheitserreger hemmen lässt, gleichzeitig aber auch eine sichere Bekämpfung der Keime und damit Behandlung einer Infektion möglich ist. Ein weiterer Ansatz liegt in der Anwendung personalisierter Therapien gegen Infektionen mit multiresistenten Keimen: Die genaue Kenntnis der genetischen Eigenschaften eines spezifischen Erregers, die seine Resistenzbildung zulassen, und die individuelle Analyse der Wirkungsweise von Antibiotika bei einzelnen Patientinnen und Patienten versprechen zum Beispiel in Zukunft eine präzise und maßgeschneiderte Behandlung etwa bei problematischen Tuberkulose-Infektionen.

Einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Resistenzbildungsmechanismen liefert auch die Evolutionstheorie. Von Bedeutung ist dabei insbesondere die Prognose, wie die gegenseitige Anpassung eines Krankheitskeimes an bestimmte Medikamente oder einen Behandlungsmodus abläuft. „Theoretische Modelle helfen uns dabei, die Effektivität möglicher neuer Behandlungsformen abzuschätzen“, betont Sebastian Bonhoeffer, Professor für Theoretische Biologie an der ETH Zürich. „Insbesondere die Effekte des Wechsels oder der Kombination bestimmter Wirkstoffe auf die Resistenzevolution von Krankheitserregern können wir damit vorhersagen, um gezielt bestimmte neue Behandlungsformen experimentell erproben zu können“, so Bonhoeffer weiter.

Evolutionsbiologie und klinische Forschung zusammenbringen

Um zentrale Erkenntnisse der evolutionsbiologischen Grundlagenforschung in die klinische Anwendung zu übertragen, fehle es derzeit vor allem an einer koordinierten Zusammenarbeit der beteiligten Expertinnen und Experten, ist das Organisationsteam der Tagung überzeugt. „Unser Symposium in Plön ist Teil einer langfristigen Strategie, um den Austausch von Evolutionsforschenden, klinischen Forschenden und Ärztinnen und Ärzten im Behandlungsalltag zu fördern“, fasst Dr. Hildegard Uecker, Mitorganisatorin der Tagung vom MPI-EB, zusammen. Uecker hebt abschließend hervor, dass eine disziplinübergreifende Kooperation in dieser bedrohlichen Lage von großer Wichtigkeit ist: „Nur auf dieser Grundlage können wir die Übersetzung evolutionsbiologischer und theoretischer Erkenntnisse in die klinische Anwendung und damit entscheidende Fortschritte für eine weiterhin sichere Behandlung von Infektionskrankheiten erreichen.“