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Der Autor ist ein Wissenschaftskommentator
So wie der Großteil der Energie und Materie im Kosmos unsichtbar ist, bleiben auch die meisten Bakterienarten der Welt unsichtbar, weil sie nicht konventionell im Labor gezüchtet werden können.
Jetzt finden Wissenschaftler Wege, diese sogenannte bakterielle „dunkle Materie“ zu durchsuchen. Am Dienstag gab ein internationales Team in der Fachzeitschrift Cell bekannt, dass es ein potenzielles neues Antibiotikum identifiziert habe, das unbemerkt im sandigen Boden von North Carolina lauert. Die Verbindung namens Clovibactin nutzt eine ungewöhnliche Methode zur Abtötung von Bakterien, die es den Zielmolekülen erschwert, Resistenzen zu entwickeln. Während klinische Studien am Menschen noch mehrere Jahre entfernt sind, ist das Ergebnis ein Hoffnungsschimmer in einer zunehmend arzneimittelresistenten Welt.
Laut The Lancet starben im Jahr 2019 mindestens 1,2 Millionen Menschen an den direkten Folgen arzneimittelresistenter bakterieller Infektionen, mehr als an HIV oder Malaria. Das Phänomen der antimikrobiellen Resistenz (AMR) – bei dem Infektionen unbehandelbar werden, da Krankheitserreger Resistenzen gegen Medikamente entwickeln – ist nicht nur eine Herausforderung für die öffentliche Gesundheit, sondern auch eine Belastung für die Wirtschaft. Eine bahnbrechende britische Studie aus dem Jahr 2016 prognostizierte, dass „Superbakterien“ bis 2050 jährlich 10 Millionen Menschen töten und das weltweite Bruttoinlandsprodukt insgesamt um 100 Billionen US-Dollar senken würden.
Die Nachkriegsjahre waren die Blütezeit der Antibiotikaforschung und lieferten Verbindungen aus Bodenbakterien wie Tetracycline, eine Klasse von Breitbandantibiotika, aus den 1940er Jahren und Vancomycin in den 1950er Jahren. Doch da nur etwa 1 Prozent der Bakterienarten im Labor kultivierbar waren, gerieten die Fortschritte in den 1980er Jahren ins Stocken.
Diese Stasis verschaffte den Mikroben die evolutionäre Oberhand. Wie Markus Weingarth, Antibiotikaforscher an der Universität Utrecht und Co-Autor des Cell-Artikels, erklärt, hängt der Kampf gegen Arzneimittelresistenzen von der Suche nach neuen Medikamenten ab, die auf unterschiedliche Weise wirken: „Die meisten Antibiotika werden aus Naturprodukten gewonnen und es kann sein, dass es wirklich neuartige Moleküle gibt.“ In den anderen 99 Prozent wartet diese bakterielle dunkle Materie auf uns.“
Diese wenig erforschten Arten sind anspruchsvoll; Sie benötigen zum Gedeihen beispielsweise spezielle Nährstoffe oder die Anwesenheit anderer Mikroorganismen. NovoBiotic Pharmaceuticals, gegründet von den Professoren Kim Lewis und Slava Epstein von der Northeastern University in Boston, hat diesen Pool erschlossen, indem es Mikroorganismen aus Bodenproben sammelte, ihre natürliche Umgebung in speziell entwickelten Kammern nachahmte und so „domestizierte“ Varianten kultivierte, die dazu in der Lage sind wächst im Labor. Diese Varianten werden dann auf schädlingsabtötende Eigenschaften untersucht, indem sie zusammen mit den Bakterien auf Platten gelegt werden Staphylococcus aureus (MRSA, ein Stamm, der gegen das Antibiotikum Methicillin resistent ist, ist einer der am meisten gefürchteten Superbakterien).
Die Clovibactin-Platte zeigte eine verräterische „Hemmzone“, in der die Staphylokokkenbakterien abgestorben waren. Nachfolgende Studien zeigten, dass es auch mehrere verschiedene bakterielle Infektionen bei Mäusen beseitigen konnte. Kritisch stellte Weingarth zusammen mit Kollegen der Universität Bonn fest, dass es einen ungewöhnlichen Modus Operandi aufwies: Es klammerte sich an drei verschiedene Komponenten, die zum Aufbau der Bakterienzellwand verwendet werden, und bildete im Wesentlichen einen tödlichen Käfig (der Name leitet sich von ab). klouvi, bedeutet Käfig auf Griechisch).
Dieser dreigliedrige Angriff, erklärt Weingarth, erschwert es einem Bakterium, eine Resistenz zu entwickeln. Clovibactin greift auch die unveränderlichen Teile dieser Wandbestandteile an, wodurch das Risiko einer Resistenz zusätzlich verringert wird und ein Medikament möglicherweise eine lange Haltbarkeit erhält. Nach Angaben des Unternehmens ist die Verbindung im Labor wirksam gegen MRSA, bakterielle Lungenentzündung und Vancomycin-resistente Enterokokken; Es wird derzeit gegen andere Krankheiten getestet, darunter Anthrax und Tuberkulose.
Der Erfolg ist keineswegs gesichert, aber es handelt sich zumindest um einen weiteren Kandidaten in einer relativ leeren Pipeline. NovoBiotic hat zuvor auch Teixobactin und Darobactin aus dem Boden identifiziert. Letzteres ist vielversprechend gegen „gramnegative“ Bakterien wie E. coli und Salmonellen, die über eine zusätzliche Schutzmembran verfügen. MDR-GNB (multiresistente gramnegative Bakterien) ist in Krankenhäusern zu einem grimmig vertrauten Akronym geworden.
Die eigentliche AMR-Herausforderung ist jedoch vielleicht nicht die Wissenschaft, sondern der Mangel an Marktanreizen. Es dauert mindestens ein Jahrzehnt und vielleicht eine Milliarde Dollar, um ein neues Antibiotikum auf den Markt zu bringen – das dann nur sparsam eingesetzt werden darf. Der NHS experimentiert mit der Entkoppelung von Zahlungen und Volumen; Der Pasteur-Gesetzentwurf, der derzeit im US-Kongress vorliegt, sieht ein ähnliches abonnementbasiertes Modell vor.
Es wäre wunderbar zu glauben, dass mit all diesen potenziellen Superbug-Jägern unter unseren Füßen irgendjemand irgendwo den AMR-Lohn in die Mangel nehmen würde. Aber das setzt voraus, dass die Regierungen bereit sind, für den Dreck zu zahlen.