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Bakterien schützen sich gegenseitig vor Antibiotika

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3 Kommentare

Bakterien schützen sich gegenseitig vor Antibiotika

03.09.2010, 17:02 Uhr

Bakterien opfern die eigene Fitness, um ihrer Gruppe zu helfen. (Foto: Reuters) (Quelle: Reuters)

Die Behandlung vieler Krankheiten wird erschwert, weil immer mehr Bakterien nicht mit Antibiotika zu stoppen sind. Nun haben Forscher herausgefunden, wie sich Bakterien gegen die Medikamente schützen: Einzelne Bakterien stärken die Gemeinschaft - und opfern sich.

Um Krankheiten zu besiegen, gehen Ärzte oft gegen Bakterien vor: sie verschreiben Antibiotika. Allerdings bleiben die Medikamente immer öfter wirkungslos, weil viele Bakterien nicht mit Antibiotika zu stoppen sind. Nun haben Forscher entdeckt, was die Selbstverteidigung der Mikroben so erfolgreich macht: Auch unter Bakterien existieren selbstlose Wohltäter, die das Überleben der Allgemeinheit sichern. Erst durch ihre Hilfe können sich komplette Mikroben-Gruppen der Wirkung eines Antibiotikums entziehen - die Wohltäter bezahlen für den Einsatz allerdings einen hohen Preis.

Nur wenig Bakterien entwickeln Resistenz gegen Wirkstoff

Für ihre Untersuchung traktierten US-Forscher eine Kolonie von Darmbakterien mit einer täglich steigenden Menge Antibiotika. Überraschenderweise entwickelten nur wenige Bakterien tatsächlich eine Resistenz gegen den Wirkstoff, beobachteten die Wissenschaftler. Trotzdem wurde die gesamte Kolonie stetig widerstandsfähiger gegenüber dem Medikament. Der Trick: Die resistenten Individuen produzierten einen Botenstoff, der ihren Artgenossen half, das tödliche Antibiotikum abzuwehren. Demnach entstehen resistente Bakterienkolonien vollkommen anders, als bisher angenommen, schreiben die Forscher um James Collins vom Howard Hughes Medical Institute in Boston im Fachblatt "Nature".

Antibiotika verhindern die Fortpflanzung der Keime

Antibiotika wirken, indem sie überlebenswichtige Funktionen von Bakterien blockieren und zum Beispiel verhindern, dass sich die Mikroben fortpflanzen können. Durch zufällige Veränderungen im Erbgut kann es jedoch dazu kommen, dass einzelne Bakterien gegen die Antibiotika-Wirkung immun werden und das Mittel zum Beispiel unbeschadet wieder aus der Zelle pumpen. Der erste Schritt auf dem Weg zu einer umfassenden Resistenz: Bisher gingen Forscher davon aus, dass die immunen Bakterien anschließend die schwächeren Keime verdrängen - und nach und nach nur noch Bakterien existieren, denen das Antibiotikum nichts mehr anhaben kann.

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Forscher überrascht von ihren Ergebnissen

Dieses Bild muss nun offenbar korrigiert werden. Nachdem die Wissenschaftler eine Kolonie Escherichia-Coli-Bakterien mit dem Antibiotikum Norfloxacin konfrontiert hatten, erlebten sie zwei Überraschungen: Zum einen war die Dosis, die die einzelnen Bakterien tolerierten, extrem unterschiedlich - einige starben bereits bei geringen Konzentrationen des Wirkstoffs, andere überlebten problemlos auch höhere. Zum anderen war die Antibiotikumsmenge, die gebraucht wurde, um die Bakterien in der Gruppe zu töten, deutlich größer als die, die isolierte Keime umbrachte.

Bakterien opfern eigene Fitness für die Gruppe

Weitere Tests brachten die Forscher auf die Ursache dieser Effekte. Offenbar entwickeln in einer Kolonie nur einzelne Bakterien eine Resistenz gegenüber einem Antibiotikum und sichern anschließend ihren Artgenossen das Überleben: Obwohl ihre eigene Fitness darunter leidet, produzieren die starken Bakterien einen winzigen Botenstoff namens Indol und geben ihn in ihre Umgebung ab. Von den anderen Bakterien der Kolonie wieder aufgenommen, aktiviert das Indol zwei Abwehrmechanismen in den Mikroben: eine molekulare Pumpe, mit der das Antibiotikum aus der Zelle transportiert werden kann, und ein allgemeines Verteidigungssystem gegen Stress. Durch die Teamarbeit wird die Kolonie im Ganzen widerstandsfähiger als ihre einzelnen Mitglieder.

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Mikroben viel komplexer als bisher angenommen

Vor allem im Hinblick auf die stetig wachsende Anzahl resistenter Keime, denen mit keinem Antibiotikum mehr beizukommen ist, sei diese Entdeckung interessant, schreiben die Forscher: Sie zeige, dass ein Blockieren der Indolwirkung möglicherweise die Wirkung antimikrobieller Medikamente steigern kann - und dass Bakterien sehr viel komplexere Gemeinschaften bilden als bisher angenommen.

Quelle: ddp , Spiegel Online

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Kommentare (3)

zum Forum

Thema: "Bakterien schützen sich gegenseitig vor Antibiotika"

jojo schrieb: am 3. September 2010 um 19:20:00
(0) (0) bakterium
wie gewohnt gibts bei diesen 'wissenschafts'-autoren nur die wahl zwischen alle mann in einem boot oder die ellenbogen-nummer..man sollte sie waschen..lol..
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