Antibiotikaresistenz: Enzym aus Kuhdärmen könnte helfen

Gegen Infektionen mit antibiotikaresistenten Erregern, die Biofilme bilden, könnten spezielle Enzyme aus dem Pansen von Rindern helfen. Die Enzyme bauen die Polysaccharid-Bestandteile der Biofilme ab und nehmen den Erregern damit ihren wichtigsten Schutz.

Ein indisches Forschungsteam hat die Wirkung von Enzymen aus dem Rinderdarm auf die Biofilme von Acinetobacter baumannii und anderen Bakterien untersucht. Dabei konnten sie ein Enzym mit besonders vielversprechender Wirkung identifizieren. Die entsprechenden Studienergebnisse sind in dem Fachmagazin „npj Biofilms and Microbiomes“ veröffentlicht.

Biofilme schützen die Erreger

Das Bakterium Acinetobacter baumannii bildet leicht Biofilme auf Wunden, aber auch auf medizinischen Oberflächen und kann zu hartnäckigen Infektionen führen und die Wundheilung deutlich erschweren, erläutern die Forschenden.

Zudem bestehe die Herausforderung, dass der Erreger zunehmend Resistenzen entwickelt, und insbesondere im Krankenhausbereich seien Infektionen mit Acinetobacter baumannii ein erhebliches Problem.

Die Biofilme um Acinetobacter baumannii aus einer Matrix aus Polysacchariden, Proteinen, Lipiden und extrazellulärer DNA bilden eine physikalische Barriere, welche das Eindringen und die Wirksamkeit von antimikrobiellen Wirkstoffen sowie von Immunzellen des Wirts behindert, erläutern die Forschenden.

Enzyme zum Abbau der Biofilme?

Polysaccharide seien dabei einer der Hauptbestandteile der bakteriellen Biofilme. Die Fachleute suchten daher im Pansen von Rindern nach Enzymen, die Cellulose abbauen, ein Polysaccharid, das auch in der Nahrung von Rindern reichlich vorkommt.

Sie entdeckten ein spezifisches Enzym, dass sich als äußerst wirksam gegen die Biofilme von Acinetobacter baumannii und auch von Klebsiella pneumoniae erwies. Die Forschenden bezeichnen das Enzym als CRhAB (Cow rumen hydrolase against *A. Baumannii*).

Dieses Enzym habe die Biofilmbildung drastisch reduziert und die Expression wichtiger Gene unterdrückt, die mit der Biofilmbildung bei diesen Bakterien in Zusammenhang stehen, berichtet das Team.

Abwehrmechanismen der Erreger geschwächt

„Sowohl Acinetobacter baumannii als auch Klebsiella pneumoniae gehören zu den berüchtigtsten Vertretern der sogenannten ESKAPE-Erregergruppe, und glücklicherweise wirkt dieses Enzym gegen beide“, betont die Studienautorin Prof. Dipshikha Chakravortty vom Indian Institute of Science.

„Anstatt die Bakterien direkt abzutöten, werden ihre Abwehrmechanismen geschwächt. Dies könnte die Wirksamkeit vorhandener Antibiotika wiederherstellen und gleichzeitig den Selektionsdruck verringern, der die Antibiotikaresistenz vorantreibt“, ergänzt die Studienautorin Reshma Ramakrishnan vom Indian Institute of Science.

Hoffnung auf neue Therapieoptionen

Die Forschenden testeten zudem eine mit dem Enzym imprägnierte Gaze für die Behandlung von Wundinfektionen bei Mäusen und sie arbeiten bereits an einem pflasterartigen Wundverband zur Behandlung hartnäckiger Infektionen, wie etwa beim diabetischen Fußsyndrom.

Darüber hinaus untersuchen sie Verabreichungssysteme für Atemwegsinfektionen und auch die Möglichkeit, mehrere Enzyme zu kombinieren, um ein breiteres Spektrum pathogener Biofilme zu bekämpfen, wird erprobt.

„Ein langfristiges Ziel ist die Entwicklung einer inhalierbaren oder vernebelbaren CRhAB-Formulierung, die das Enzym direkt in die Lunge transportiert, um so die Biofilmbildung zu verhindern und bereits bestehende Biofilme aufzubrechen“, erläutert Ramakrishnan.

Insgesamt erscheint das entdeckte Enzym aus dem Pansen von Rindern als äußerst vielversprechender Ansatz für die Behandlung von Infektionen mit Biofilm-bildenden Erregern. (fp)