Zurück zur Natur im Kampf gegen Bakterien

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Schleimige Pflanzen aus dem Meer könnten die Ausbreitung bestimmter Infektionskrankheiten eindämmen und die Grundlage für neuartige Medikamente sein, gegen die Bakterien keine Resistenzen mehr bilden. Das ist von großer Bedeutung: Das Center for Disease Control (CDC) der USA bezeichnet Antibiotika-Resistenzen als eines der dringendsten Probleme.

Wissenschaftler der australischen University of New South Wales haben im Seetang Substanzen entdeckt, so genannte Furanone, die die Ausbreitung von Cholerabakterien stoppen: Sie blockieren die Kommunikation zwischen den einzelnen Bakterien, die erst die Ausbreitung der Krankheiten ermöglicht. Die Forscher glauben, dass Furanone auch gegen andere Bakterien wirken, eingeschlossen Staphylokokken und solche, die Lebensmittelvergiftungen und Tuberkulose hervorrufen können - gerade diese Bakterien werden immer resistenter gegen Antibiotika. Das CDC schätzt, dass sich in den USA jährlich etwa zwei Millionen Menschen im Krankenhaus infizieren und 90.000 sterben. 70 Prozent der Bakterien, die diese Infektionen verursachen, sind gegen mindestens ein Antibiotikum resistent.

Mit Resistenzen gegenüber Furanonen sei hingegen nicht zu rechnen, erklären die australischen Wissenschaftler. Die Bakterien hätten keinen Anreiz zu mutieren, um den Furanonen Widerstand zu leisten, denn diese töten die Bakterien ja nicht, sondern stören lediglich die Signalübertragung von Zelle zu Zelle - das genügt, um sie daran zu hindern Probleme zu verursachen.

"Die Tatsache, dass die Furanone die Bakterien nicht töten, bedeutet, dass die einzelne Zelle keinen Nachteil hat, wohl aber die Bakterien in ihrer Gesamtheit", erklärt Dr. Diane McDougald, wissenschaftliche Mitarbeiterin des Centre for Marine Biofouling and Bio-Innovation der University of New South Wales. "Der (Selektions-) Druck, Resistenzen zu entwickeln ist deshalb sehr niedrig oder überhaupt nicht vorhanden".

Viele Bakterien nutzen das so genannte "Quorum sensing" - ein Kommunikationssystem, über das sie feststellen, ob genügend von ihnen vorhanden sind, um das Immunsystem des Wirtsorganismus zu überwinden. Das ist der Fall, wenn die Menge an Signalmolekülen hinreichend groß ist, also ein Quorum erreicht hat. Eine bestimmte Rotalgenart aus der Botany Bay vor Sydney blockiert die Signalübertragung und verhindert so, dass die Bakterien auf ihren Blättern einen Biofilm bilden können. Das ist entscheidend, denn Biofilme können beim Menschen hartnäckige, chronische Infektionen hervorrufen.

"Dies ist eine der besten Studien, die die Effekte einer natürlichen marinen Substanz auf marine Bakterien beschreibt", sagt Paul Jensen, Mikrobiologe an der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla. "Die Analyse, ob diese Substanzen als Antibiotika eingesetzt werden können, ist die logische Fortsetzung dieser Arbeit".

Einige Wissenschaftler glauben, dass Bakterien jedes Hindernis, das sich ihnen in den Weg stellt, überwinden können - einschließlich der Furanone und darauf aufgebauter Wirkstoffe. Falls das für sie von Vorteil ist, könnten sie so mutieren, dass sie auch die Störung durch die Furanone umgehen.

"Die Furanon-Theorie beruht auf der Annahme, dass quorum sensing wirklich keinen selektiven Vorteil für das Leben und Wachstum der Bakterien bringt", erklärt Susan Rodenberg, Professorin für molekulare und humane Genetik und molekulare Virologie und Mikrobiologie der Baylor University in Houston. "Das könnte so sein. Aber wenn es einen Vorteil gibt, quorum sensing zu verwenden, werden sich Mutationen durchsetzen, die der Blockade trotzen".