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Mit Biofilmen schützen sich Erreger vor Antibiotika

Eine Lungeninfektion durch Pseudomonaden ist deshalb besonders gefährlich, weil diese Bakterien Schleimschichten, so genannte Biofilme, bilden und dabei unempfindlich gegen die meisten Antibiotika werden. Amerikanische Wissenschaftler konnten jetzt eine Reihe von bisher unbekannten Genen nachweisen, die dabei eine Rolle spielen. Wie sie im Fachblatt Nature mitteilen, soll deren Analyse zur Entwicklung neuer Wirkstoffe führen, mit denen die hochresistenten Keime bekämpft werden können. Vor allem die besonders gefährdeten Mukoviszidose-Patienten würden davon profitieren.

Der Mikrobiologe Peter Greenberg von der University of Iowa und seine Mitarbeiter verglichen die Genaktivitäten von frei beweglichen und Biofilm-bildenden Bakterien der Spezies Pseudomonas aeruginosa. Mithilfe von DNA-Chips ließ sich das Aktivitätsmuster sämtlicher 5.500 Gene des Bakteriengenoms unter beiden Lebensbedingungen bestimmen. Die Wissenschaftler waren überrascht, dass sie nur bei 73 Genen einen deutlichen Unterschied in der Aktivität feststellen konnten. Einige dieser Gene, die beim Übergang von der frei lebenden in die Biofilm-Form ein- oder abgeschaltet werden, müssen für die verstärkte Resistenz verantwortlich sein.

Die Schleimmatrix bewirkt unter anderem, dass selbst hohe Antibiotika-Konzentrationen die Bakterien nur allmählich erreichen. Möglicherweise gewinnen sie dadurch Zeit, um Abwehrmaßnahmen zu ergreifen. Um das zu überprüfen, testeten die Forscher den Effekt des Antibiotikums Tobramycin auf die Gene der Pseudomonaden im Biofilm: 20 Gene veränderten ihre Aktivität. Einige davon, so vermuten die Forscher, könnten für die Tobramycin-Resistenz verantwortlich sein. „Wir haben jetzt Gruppen von Genen, die wir untersuchen können, um zu verstehen, warum Biofilme resistent gegen Antibiotika sind“, sagt Greenberg. „Und wenn wir das wissen, sind wir auf dem besten Weg, neue antibakterielle Wirkstoffe zu entwickeln.“

Pseudomonaden sind in der Umwelt verbreitete Wasserbakterien, die nur unter bestimmten Bedingungen Infektionen auslösen können. Im Gegensatz zu gesunden Menschen sind Patienten, die an der Erbkrankheit Mukoviszidose leiden, besonders anfällig für eine Infektion der Lungen durch diese Mikroben.

Joachim Czichos
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