Abgeschlossenes Projekt: Komplexe Resistenzmechanismen erschweren neuen Diagnostikansatz
Forschende haben versucht, Antibiotikaresistenzen direkt anhand der Proteinstruktur von Erregern zu identifizieren. Ihre Ergebnisse zeigen jedoch, dass dies aufgrund der komplexen Mechanismen, die für unterschiedliche Resistenzen verantwortlich sind, kaum möglich ist.
Legende: Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaut (Illustration).
Krankheitserregende Enterobakterien lassen sich in der Regel gut mit Antibiotika behandeln. Oft werden dabei Breitspektrum-Antibiotika aus der Gruppe der Cephalosporine eingesetzt. Doch immer häufiger wirken diese nicht mehr, weil viele Enterobakterien, darunter etwa Escherischia coli, dagegen resistent geworden sind. Das führt dazu, dass Ärztinnen und Ärzte zunehmend Reserve-Antibiotika verschreiben. Dies geschieht allerdings oft ohne genaue Kenntnis der vorhandenen Resistenzen eines Erregers, da heutige Tests zu lange benötigen, bis sie klare Resultate liefern. Doch berücksichtigt eine Therapie das Resistenzprofil eines Erregers nicht, kann das den Behandlungserfolg gefährden und begünstigt wiederum die Entstehung von Antibiotikaresistenzen.
Zusammenhang zwischen Proteinstruktur und Antibiotikaresistenz
Dirk Bumann und ein Team von Forschenden des Biozentrums Basel haben deshalb versucht, mit einer neuen Methode die Diagnostik wesentlich zu beschleunigen. Ihr Ziel war es, aus der Proteinzusammensetzung von Bakterien abzuleiten, ob und welche Antibiotikaresistenzen diese aufweisen. Da sich die Proteinstruktur von Bakterien heute sehr schnell bestimmen lässt, könnte so ein Test innerhalb von wenigen Stunden Resultate liefern. Überdies liesse er sich einfach in die Abläufe der gängigen Routinediagnostik einbauen.
Um den Zusammenhang zwischen einzelnen Proteinen und bestimmten Resistenzen aufzuklären, haben die Forschenden über hundert verschiedene antibiotikaresistente Escherichia coli-Erreger aus Patientenproben analysiert und verglichen. Die untersuchten Erreger waren unterschiedlich empfindlich gegen ein oft verwendetes Cephalosporin-Antibiotikum. Diese Unterschiede sollten sich in entsprechend unterschiedlichen Proteinzusammensetzungen spiegeln.
Keine klaren Rückschlüsse möglich
Die Forschenden fanden, dass alle Erreger tatsächlich eine deutlich voneinander abweichende Proteinzusammensetzung aufweisen. Besonders wichtig, ist wieviel Antibiotika-zerstörende Enzyme ein Bakterium bildet. Doch reichen diese Erkenntnisse nicht, um umgekehrt vorherzusagen, ob und wie stark ein Erreger antibiotikaresistent ist. Das weist darauf hin, dass klinisch bedeutende Resistenzen auf komplexen und vielfältigen Mechanismen beruhen, die sich kaum durch einfache Tests der Proteinmenge bestimmen lassen.
Stand: September 2022