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Umwelt+Natur

Widerstand vor dem Angriff

Es war und ist einer der größten Erfolge der modernen Medizin: Seit etwa hundert Jahren retten Antibiotika Millionen Menschen das Leben. Doch leider sind die Bakterienkiller vergängliche Wundermittel: Der Mensch muss ständig neue Antibiotika entwickeln, denn die Krankheitserreger wappnen sich nach und nach mit Resistenz-Genen gegen die Wirkstoffe und machen sie nutzlos. Jetzt haben kanadische Wissenschaftler herausgefunden, dass die dafür verantwortlichen Erbanlagen schon lange vor dem Druck durch den Einsatz der Antibiotika in manchen Mikroorganismen existierten: Gerry Wright von der McMaster University in Hamilton und seine Kollegen haben entsprechende bakterielle Gene in 30.000 Jahre altem Permafrostboden nachgewiesen. Die Erklärung der Forscher dazu lautet: Viele Antibiotika des Menschen nutzen ähnliche Wirkmechanismen wie die, mit denen sich einige Lebewesen bereits seit Jahrmillionen gegen Mikroorganismen wehren. Im Gegenzug haben manche Bakterien deshalb schon lange entsprechende Resistenzen entwickelt. Mit dem Einsatz der modernen Antibiotika gaben sie diese Widerstandskraft dann an die Krankheitserreger des Menschen weiter.

Mit modernen gentechnischen Methoden ist es Gerry Wright und seinen Kollegen gelungen, Überreste bakterieller DNA aus dem Permafrostboden im kanadischen Yukon-Territorium zu isolieren. Die Analyse der gewonnenen Erbgutfragmente offenbarte, dass manche der einstigen Bakterien Gene besaßen, die auch heute noch Krankheitserregern Resistenz gegen Antibiotika verleihen ? speziell bei beta-Lactamen, zu denen etwa auch das Penicillin gehört, Tetracyclinen und Glycopeptid-Antibiotika. Als Beweis für das Alter der Resistenz-Gene von mindestens 30.000 Jahren führen die Forscher charakteristische Erbgutfragmente an, die sie in den gleichen Bodenproben entdeckt haben: ?Neben der bakteriellen DNA haben wir Gensequenzen von Mammuts gefunden, die wohl einst über den analysierten Boden stampften?, sagt Gerry Wright. Vermutlich seien die Resistenz-Gene allerdings noch viel älter, denn das Wettrüsten zwischen Bakterien und den Lebewesen, die sie befallen, ist schon Jahrmillionen alt, sagen die Wissenschaftler.

Ein gutes Beispiel für den Zusammenhang zwischen modernen Medikamenten und den Wirkstoffen der Natur ist das Antibiotikum, das am Anfang der medizinischen Revolution stand: Penicillin, das auf dem Wirkstoff eines Pilzes basiert. Die Entdeckung im Jahr 1928 begann mit einer verschimmelten Bakterienkultur: Alexander Fleming hatte eine Agarplatte mit Staphylokokken beimpft und dann beiseite gestellt. Nach einiger Zeit entdeckte er, dass auf dem Nährboden ein Schimmelpilz (Penicillium notatum) gewachsen war und dass sich in der Nachbarschaft des Pilzes die Bakterien nicht vermehrt hatten. Fleming konnte den bakterientötenden Stoff, mit dem der Pilz seine Konkurrenten in Schach hielt, schließlich isolieren und in ein Medikament verwandeln. Heutzutage sind zahlreiche bakterielle Krankheitserreger bereits resistent gegen Penicillin. Den aktuellen Ergebnissen von Gerry Wright und seinen Kollegen zufolge könnte es die entsprechenden Resistenz-Gene bereits vor dem Einsatz von Penicillin gegeben haben: Bakterien, die im Umfeld des Penicillin-Pilzes leben, nutzen vielleicht schon lange diese Resistenz für den Kampf gegen den Widersacher.

Gerry Wright (McMaster University, Hamilton) et al.: Nature, doi:10.1038/nature10388 wissenschaft.de – Martin Vieweg
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