Wie Bakterien resistent auf Antibiotika werden

Entdeckung kanadischer Physiker könnte Medikamente verbessern.

Die Aussichten sind düster: Bereits heute sterben jedes Jahr weltweit 70.000 Menschen, weil sie von Bakterienstämmen befallen werden, die auf Antibiotika resistent sind. Experten schätzen, dass die Zahl der Opfer bis 2050 auf zehn Millionen pro Jahr steigen wird. Fieberhaft suchen Forscher nach neuen Wirkstoffen. Dazu müssen sie auch besser verstehen, wie ein Antibiotikum ein Bakterium tötet.

Hier ist kanadischen Physikern nun ein Durchbruch gelungen (Nature Communications Biology, 18. 2.). Das Team um Maikel Rheinstädter von der McMaster-Universität hat mit extrem hochauflösenden Fotos und Computersimulationen den Mechanismus für das oft eingesetzte Polymyxin B (PmB) bestimmt.

Das positiv geladene Antibiotikum setzt sich an der negativ geladenen Membran der Bakterienzelle fest. Dann schafft es darin Krümmungen, es zwickt sie gleichsam und reißt Löcher auf, wie ein Locher in ein Blatt Papier. Durch diese Poren dringt es ein und tötet die Zelle ab. Bei einem resistenten Bakterium ist dieser Mechanismus zweifach gestört: Seine elektrische Ladung ist geringer, womit es das Antibiotikum schwächer anzieht. Und die Membran versteift sich, lässt sich weniger leicht durchdringen. Für das Medikament sei es so, als müsste es statt durch Wackelpudding durch eine Mauer schneiden. Das bremst den Prozess.

Die Forscher haben sich bewusst auf PmB konzentriert, weil es lang als das stärkste, sicherste Antibiotikum gegolten hat – bis chinesische Forscher 2016 ein Gen gefunden haben, das Bakterien auch dagegen resistent macht. Nun hofft man, die Einsichten bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe nutzen zu können. (gau)