Aufs Töten von Bakterien programmiert

Bakteriophagen gelten als Hoffnung für die Bekämpfung multiresistenter Erreger. Noch streiten Forscher, ob und wie die Therapie zum Einsatz kommen soll.

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien befallen und töten können. Bild: iStock

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien befallen und töten können. Bild: iStock

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Christine Rohde liebt Gewässer aller Art: Teiche, Flüsse, Pfützen – sogar dem schaumigen Nass von Kläranlagen kann sie etwas abgewinnen. Becherweise trägt sie Proben in ihr Labor am Leibniz-Institut DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen) in Braunschweig und durchsucht sie nach sogenannten Bakteriophagen. «Das sind Viren, die Bakterien befallen und töten können», sagt sie. Die natürlichen Bakterienkiller gelten als mögliche Retter im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen. Schätzungen zufolge sterben jedes Jahr 700'000 Menschen weltweit an Infektionen durch multiresistente Bakterien, gegen die selbst Reserve-Antibiotika nicht mehr wirken. Neue, schlagkräftige Antibiotika sind nicht in Sicht.

Phagen haben die Gestalt winziger Marsroboter und vernichten Bakterien mit einer besonders perfiden Methode. Sie heften sich an ihre Oberflächen, in­jizieren DNA und programmieren das Bakterien-Erbmaterial zu einem Bauplan für neue Phagen um. So entstehen ganze Hundertschaften, die die Bakterienhülle mithilfe von zerstörerischen Eiweissstoffen regelrecht zum Platzen bringen und dann über weitere Bakterien herfallen können.

Zentimeterbreite Schneisen

Die zerstörerische Kraft der Winzlinge ist in einer Petrischale zu sehen, die Rohde in ihrem Labor gegen das Licht hält. Hier haben Phagen zentimeterbreite Schneisen und kleinere Löcher in eine gelbliche Bakterienschicht gefressen. Multiresistente Keime eines Stamms des Bakteriums Acinetobacter baumannii haben sie hier vernichtet. «Mittlerweile erkenne ich schon an den Spuren, ob die Phagen etwas taugen», sagt die Forscherin. Klare Spuren wie hier seien vielversprechend. Sie werden von Phagen hinterlassen, die besonders einfach gestrickt und nur aufs Töten programmiert sind. Ob Rohde mit ihrer Einschätzung richtig liegt, wird eine Genanalyse zeigen.

Die Winzlinge bringen Bakterien zum platzen, indem sie deren Erbmaterial umprogrammieren

Eine Therapie mit Phagen hat neben der Schlagkraft gegen multiresistente Keime noch weitere Vorteile. Die Viren sind auf jeweils nur eine Bakterienart spezialisiert. Nützliche Bakterien bleiben dagegen verschont, etwa jene in der für das Immunsystem wichtigen Darmflora. Zudem dosieren sich Phagen selber. «Sie vermehren sich nur dort, wo ‹ihre› Bakterien sind, also wo sie gebraucht werden», berichtet Rohde. Sobald die Bakterien besiegt seien, komme der Prozess zum Erliegen. Dann werden die Phagen vom Körper zersetzt. «Die Abbauprodukte sind für Mensch und Umwelt unbedenklich», betont die Mikrobiologin.

Das US-amerikanische «National Institute of Allergy and Infectious Diseases» ­(NIAID) zählt die Phagentherapie zu den sieben aussichtsreichsten Strategien im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen und hat gerade wieder Geld für Forschungsprojekte bewilligt. Die EU fördert derweil die erste internationale und wohl bisher grösste klinische Studie mit 3,8 Millionen Euro. Getestet werden Phagencocktails im Einsatz gegen multiresistente Keime in Brandwunden, an 11 Kliniken und 220 Patienten.

Risiken minimieren

Erste Ergebnisse sind voraussichtlich im nächsten Jahr zu erfahren. Dann wissen die Mediziner auch mehr über mögliche Risiken der Phagentherapie. In Studien zeigte sich nämlich, dass manche der Winzlinge auch Gene für Bakteriengifte oder Resistenzen auf oder zwischen Bakterien übertragen können. An sich harmlose Erreger lösen dann plötzlich Erkrankungen aus. «Dieses Risiko können wir aber mithilfe unserer Genanalysen minimieren», sagt Rohde.

Auch das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) setzt auf Phagen und unterstützt unter anderem Untersuchungen an der Universität Tübingen. Hier nimmt Andreas Peschel sogenannte Lysine genauer unter die Lupe. Das sind Eiweisse, mit denen Phagen die Bakterienwände zerstören. «Lysine reichen als Wirkstoff völlig aus. Man braucht nicht den kompletten Phagen», sagt er. Die Eiweissstoffe liessen sich leichter in hoher Reinheit herstellen, wirkten direkter und schneller als die Phagen. Das könne die Resistenzbildung erschweren, so der Mikrobiologe. Nicht zuletzt seien Lysine auch viel kleiner als Phagen und könnten leichter in tiefer gelegene entzündliche Gewebe gelangen.

Bald könnten klinische Tests folgen

Die Wirkung von Phagenlysinen gegen die multiresistenten Keime Staphylococcus aureus MRSA und MSSA wird gerade in Tierversuchen getestet. Laborversuche waren bereits erfolgreich, wie die Tübinger Wissenschaftler kürzlich im Fachblatt «Antimicrobial Agents and Chemotherapy» berichteten. Peschel ist zuversichtlich, dass schon bald klinische Tests folgen werden. Die Lysine sollen zunächst eingesetzt werden, um gesunde Menschen zu schützen, in denen multiresistente Keime schlummern. «Diese Bakterien werden erst zu einer Gefahr, wenn das Immunsystem geschwächt ist, können dann aber tödlich sein», erklärt er.

Ob ganze Phagen oder deren Lysine: Wann der Durchbruch gelingt, steht noch in den Sternen. Das liegt auch an rechtlichen Unsicherheiten. In den Regelwerken der EU tauchen Bakteriophagen schlicht nicht auf. Obwohl sie im EU-Land Polen zum therapeutischen Repertoire gehören, sind sie in Europa als Arzneimittel nicht zugelassen. «Die Diskussion läuft. Es sind aber noch viele Fragen offen», sagt dazu Monika Benstetter, Pressesprecherin der Europäischen Arzneimittel-Agentur (EMA).

Betroffene müssen Arzt suchen

Im Sommer 2015 lud die EMA Wissenschaftler, Mediziner und Vertreter der Pharmaindustrie zu einem Workshop in London ein und bekräftigte in einer ­Zusammenfassung, die Entwicklung von Phagenmedikamenten so weit wie möglich erleichtern zu wollen. «Dennoch kann ein Arzneimittel nicht empfohlen werden, bevor Wirksamkeit und Sicherheit mit entsprechend designten Studien belegt wurden», heisst es dort. Das sei bisher nicht der Fall.

Zur aktuellen rechtlichen Situation in Deutschland verweist das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte in Bonn auf die Diskussion in der EU. Die Braunschweiger Forscherin Rohde geht davon aus, dass zurzeit jeder einzelne Phagenstamm das konventionelle Zulassungsprozedere durchlaufen müsste, inklusive der langwierigen und vor allem teuren klinischen Studien. «Für den Einsatz von Phagencocktails, die für jeden Patienten individuell massgeschneidert und schnell geändert werden müssen, falls doch Resistenzen auftreten, ist das kein gangbarer Weg», moniert sie. Vor allem für Patienten mit Infektionen, gegen die kein Antibiotikum mehr hilft, sollten Phagen möglichst schnell und unbürokratisch zum Einsatz kommen dürfen. Zurzeit müssen Betroffene einen Arzt suchen, der bereit ist, die Verantwortung für die Therapie mit den nicht zugelassenen Medikamenten zu übernehmen.

Der Ball liegt bei der Politik

Europäische Forscher und Mediziner der Non-Profit-Organisation P.H.A.G.E. am Queen Astrid Military Hospital in Brüssel haben deshalb einen Vorschlag als Grundlage für eine mögliche Regelung entwickelt und im Fachblatt «Pharmaceutical Research» veröffentlicht. Demnach sollten Phagen als Therapeutika grundsätzlich zugelassen werden, sofern deren Eigenschaften, Auf- und Weiterverarbeitung bestimmte Qualitätsstandards erfüllen. «Der Ball liegt jetzt bei der Politik», sagt Rohde.

In anderen Branchen ist die Lage einfacher: In Lebensmitteln wie etwa dem Käse sind manche Phagenstämme längst erlaubt und sorgen unter anderem dafür, dass sich darin keine gefährlichen Listerien vermehren können. Auch in der Tiermast könnten die Bakterien­killer schnell zum Einsatz kommen. In einem Projekt der Deutschen Bundes­stiftung Umwelt prüft Rohdes Kollege ­Johannes Wittmann gerade, ob sie als Antibiotikaersatz in der Geflügelmast taugen. Hier gelten Phagen schlicht als Futterzusatz.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 18.03.2016, 10:08 Uhr

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