Mit Software-Analyse gegen Antibiotika-Resistenzen

Antibiotika-resistente Keime werden insbesondere in Krankenhäusern immer häufiger zum Problem. (Foto: upixa - Fotolia.com)

Antibiotika-resistente Keime werden immer häufiger zum Problem. Gängige Antibiotika sind diesen Keimen nicht gewachsen, die Behandlung läuft oftmals ins Leere. Forscher suchen daher nach neuen Möglichkeiten, der mutierten Bakterien und Pilzen Herr zu werden.

Bei Entzündungen verordnen Ärzte in der Regel ein Breitbandantibiotikum – der Patient ist bald wieder wohlauf. Zunehmend allerdings tauchen Bakterien und Pilze auf, denen die üblichen Breitbandantibiotika nichts anhaben können, sie sind resistent. Besonders problematisch ist das in Krankenhäusern. Zwar versucht das Klinik-Personal nach Kräften, ihnen durch gründliche Hygiene Einhalt zu gebieten. Dennoch kommt es immer wieder zu Krankheits-Ausbrüchen. Ein Beispiel dafür sind Acinetobacter-Bakterien. Wenn sie in den Körper eines Patienten gelangen und ihn infizieren, vergiften sie das Blut – das Leben des Menschen schwebt in höchster Gefahr. Auch der multiresistente „Klinik-Keim“ MRSA – kurz für Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus – hat traurige Berühmtheit erlangt. Das Tückische: Die Resistenzen des Bakteriums variieren. Es ist daher entscheidend zu erfahren, welche Resistenzen ein Bakterium aufweist, um schnell ein Antibiotikum zu finden, das dem Patienten tatsächlich hilft.

Gezielte Aktion gegen resistente Erreger

Um den Resistenzen der Erreger auf die Spur zu kommen, arbeiten einige Kliniken mit dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart zusammen. Die Anzahl der verschiedenen Resistenzen ist riesig: Rund 60 bis 80 verschiedene Resistenzen sind bekannt. Oftmals zeigt ein Bakterium nicht nur eine einzige Resistenz, sondern zahlreiche – man spricht dabei auch von multiresistenten Erregern. „Finden wir heraus, welche Resistenzen ein Bakterium oder ein Pilz aufweist, können die Ärzte den erkrankten Patienten gezielt behandeln – und ihm ein Antibiotikum verabreichen, gegen das die Erreger nicht resistent sind“ erläutert Prof. Dr. Steffen Rupp, Abteilungsleiter und stellvertretender Institutsleiter am IGB.

Digitaler Vergleich der Bakterien-DNA

Als Grundlage für ihre Arbeit erhalten die Forscher am IGB erhalten von den Kliniken Patientenproben, in denen resistente Bakterien enthalten sind. Oft handelt es sich dabei um Blutproben, aber auch Abstriche oder Wundsekret sind möglich. Die Gründe für die Resistenzen verbergen sich entweder in Plasmiden – also DNA, die jedoch nicht zum ursprünglichen Teil des Genoms gehört und autonom in den Bakterien- oder Pilzzellen existiert. Oder aber sie entstehen durch Mutationen im Genom des Übeltäters. Die Forscher isolieren daher die Plasmide oder die Bakterien-DNA aus den Patientenproben, vervielfältigen sie und identifizieren die Reihenfolge ihrer einzelnen Bausteine. Diese Abfolge vergleichen sie mit Hilfe einer speziellen Software mit der DNA-Sequenz der bekannten Resistenzen. Welche dieser Resistenzen verbergen sich im Genom? Eine solche Analyse dauert zwischen einer und vier Stunden. Als Ergebnis erhalten die Ärzte Gewissheit, welches Antibiotikum dem Patienten helfen kann.