Zucker als neuer Feind des Krankenhauskeims

Ein künstliches Molekül auf Zuckerbasis aktiviert das Immunsystem und könnte als Impfstoff gegen Clostridium-difficile-Bakterien wirken.

POTSDAM. Gegen einen der gefährlichsten Krankenhauskeime könnte es bald einen Impfstoff geben. Wissenschafter des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der Freien Universität Berlin haben eine Substanz entwickelt, die eine Immunantwort gegen das Darmbakterium Clostridium difficile auslöst.

Die Substanz ähnelt den Zuckerstrukturen auf der Oberfläche des Bakteriums und trainiert daher das Immunsystem darauf, den Erreger zu erkennen. Dieser befällt Patienten in Krankenhäusern, jährlich sterben allein in den USA etwa 15.000 Menschen daran.

Der Keim verändert sich ständig und entgeht so immer wieder der Wirkung von Antibiotika. Die Ergebnisse der Max-Planck-Forscher können helfen, günstige und effektive Impfstoffe und sogar Medikamente gegen Clostridium difficile zu entwickeln.

Etwa 20 bis 40 Prozent der Krankenhauspatienten sind mit Clostridium difficile besiedelt. Die Sporen werden mit dem Stuhl ausgeschieden und sind in Krankenhäusern, Altenheimen und Bädern verbreitet.

Der Erreger hat vor allem bei Kranken und geschwächten Menschen leichtes Spiel: Da die Darmflora der Patienten häufig durch Antibiotikabehandlungen geschädigt ist, kann er sich ungehindert ausbreiten und Durchfälle bis hin zu Darmentzündungen auslösen. Die Behandlung der Infektion wird dadurch immer schwieriger, weil die Bakterien zunehmend Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln.

Forscher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben nun ein Molekül konstruiert, das Patienten vor Clostridium difficile schützen könnte. Es ähnelt dem charakteristischen Zuckerpelz auf der Oberfläche der Bakterien und kann daher eine ähnliche Immunantwort hervorrufen wie das Bakterium selbst.

Viele Bakterien tragen charakteristische Kohlenhydrate auf ihrer Oberfläche, und es ist bekannt, dass sich diese sogenannten Zuckerpelze zur Immunisierung eignen.

So könnte das Molekül als Impfstoff eingesetzt werden – denn wenn das Immunsystem einmal Antikörper gegen einen Erreger gebildet hat, ist es bei einer späteren Infektion vorbereitet und kann die Keime besser bekämpfen.

Für die Herstellung entsprechen- der Impfstoffe werden die Oberflächenzucker jedoch normalerweise von speziell dafür gezüchteten Keimen abgelöst – ein teures und aufwendiges Verfahren. Mit der Synthese künstlicher Moleküle zur Immunisierung schaffen die Forscher eine kostengünstige Alternative.

„Unsere aktuellen Ergebnisse sind ein sehr gutes Beispiel dafür, wie Grundlagenforschung mithilfe des Studiums der menschlichen Immunantwort auf Zucker zu neuen Kandidaten für den Kampf gegen gefährliche Krankenhauskeime führen kann“, sagt der Zuckerforscher Peter Seeberger.

Darmentzündung und Durchfall werden nicht vom Erreger selbst ausgelöst, sondern durch die von ihm hergestellten Gifte. Diese führen zur Zerstörung der Darmzellen sowie zu einer Störung der Salzaufnahme im Darm, was zu einem großen Verlust von Flüssigkeit und Salzen führt. Diesen Flüssigkeitsverlust bemerkt der Patient als Durchfall.

Seit 2001 breitet sich, ausgehend von den USA, ein neuer Typ aus. Dieser NAP1-Stamm ist noch viel ansteckender als seine Artgenossen bisher.