Bakterien gehen in Ruhezustand und entwickeln sich dann rasch weiter
Die allgemein ansteigende Antibiotika-Resistenz ist ein weltweites Problem. In allen Teilen der Welt ist diese Resistenz von Bakterienstämmen auf ein gefährlich hohes Niveau angestiegen. Forscher fanden jetzt heraus, dass neue Mechanismen der Resistenz weltweit auftreten. Diese bedrohen unsere Fähigkeit, zur Behandlung von Infektionskrankheiten.
Die Wissenschaftler der Hebrew University of Jerusalem stellten bei einer Untersuchung fest, dass neu auftretende Mechanismen die Resistenz gegen Antibiotika verstärken. Dieser Effekt wurde bereits weltweit beobachtet. Die Mediziner veröffentlichten die Ergebnisse in der international anerkannten Fachzeitschrift „Science“.
Bakterien begeben sich in eine Art Ruhezustand
Bisher verstehen wir diese bakteriellen Resistenz-Mechanismen nicht wirklich. „Wir wissen nicht wie sie auftreten und ob es möglich ist ihre Evolution voraussagen“, erläutern die Experten. Forscher haben einen Weg gefunden, durch den Bakterien eine Behandlung mit Antibiotika überleben. Eine Art Timer bringt sie dazu, dass sie für die Dauer der Behandlung ruhen, aber das Antibiotikum tötet sie, wenn sie ihren Ruhezustand beenden. Daher ist es eine einfache aber effektive Lösung, die antibiotische Behandlung für eine längere Dauer fortzusetzen, erklären die Autoren.
Bestimmter Effekt lässt Bakterien sich 20-mal schneller entwickeln
Bei der aktuellen Studie berichteten die Wissenschaftler über einen alternativen Weg, wie die Evolution der Resistenz der Bakterien voranschreitet. Nach der Entwicklung eines sogenannten Dormancy Mechanismus können sich Bakterien etwa 20-mal schneller als üblich weiter entwickeln. Ab diesem Zeitpunkt können verabreichte Antibiotika die Bakterien nicht mehr abtöten.
Mediziner geben Bakterienpopulationen tägliche Dosen von Antibiotika
Um diesen Evolutionsprozess genauer zu untersuchen, setzten die Forscher mehreren Bakterienpopulationen unter kontrollierten Laborbedingung einer täglichen Dosis Antibiotika aus, bis sich ein Widerstand etablierte.
Ruhezustand von Bakterien schützt sie vor Antibiotika
Durch eine Überwachung dieser Bakterien während des evolutionären Prozesses stellten die Wissenschaftler fest, dass die tödliche antibiotische Dosierung Bakterien entstehen lässt, die vorübergehend ruhen können und dadurch vor verschiedenen Arten von Antibiotika geschützt werden. Sobald die Bakterien die Fähigkeit zum Ruhezustand (auch als Toleranz bezeichnet) entwickelt haben, begannen sie rasch mit einer Mutation. Diese führte zum Widerstand gegen eine antibiotische Behandlung, erklären die Experten.
Toleranz spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Resistenz
So entwickelten die Bakterien zunächst den sogenannten Schlafzustand. Dieser Schlafmodus schützte sie dann nicht nur vorübergehend vor der tödlichen Wirkung des Medikaments, sondern war auch ein Sprungbrett für die Entwicklung späterer Widerstandsfaktoren. Die Ergebnisse zeigen, dass Toleranz eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Resistenz in bakteriellen Populationen unter zyklischen Belastungen mit hohen Antibiotika-Konzentrationen spielen kann, erklären die Wissenschaftler.
Forschung wichtig für Entwicklung neuer Antibiotika
Diese Ergebnisse der Studie könnten wichtige Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Antibiotika haben. Medikamente zur Verzögerung der Evolution des Widerstandes, könnten bei der Bekämpfung von toleranten Bakterien helfen, so das Fazit der Forscher. (as)