Studie zeigt neue Strategien zur Bekämpfung arzneimittelresistenter Bakterien auf

Vor Milliarden von Jahren begann ein genetisches Wettrüsten zwischen Bakterien und ihren Killerviren. Dieser scheinbar ewige Kampf dauert bis heute an und hat Folgen für Krankheiten, an denen jedes Jahr Zehntausende Menschen auf der ganzen Welt sterben.

Eine aktuelle Studie veröffentlicht in Wissenschaft enthüllt wichtige Erkenntnisse darüber, wie Killerbakterien, sogenannte Bakteriophagen oder Phagen, die Schwere der durch Wasser übertragenen Durchfallerkrankung Cholera beeinflussen. Cholera tötet weltweit jedes Jahr zwischen 21.000 und 143.000 Menschen. Es handelt sich um eine Krankheit der Armut, die Regionen ohne sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen befällt.

Das Team, zu dem auch Professor Jesse Shapiro für Mikrobiologie und Immunologie von der McGill University gehörte, führte eine ihrer Meinung nach umfangreichste genetische Studie durch, um die dynamische Beziehung zwischen Cholerabakterien, ihren Bakteriophagen und Antibiotika zu analysieren.

Die Studie unterstreicht die Möglichkeit, neue Strategien für den Einsatz von Bakteriophagen zur Abtötung arzneimittelresistenter Bakterien zu entwickeln, die an Cholera und anderen Krankheiten beteiligt sind, die die Zivilisation seit Jahrhunderten heimsuchen. Es zeigt einen Weg zu neuen Diagnostika und zur Eindämmung von Antibiotikaresistenzen auf.

„Cholera ist eine verheerende, durch Wasser übertragene Infektion, die jedes Jahr Millionen von Fällen und Tausende von Todesfällen verursacht, wobei das Risiko voraussichtlich mit dem Klimawandel zunehmen wird. Auch Antibiotikaresistenzen sind ein wachsendes Problem und antibiotische Behandlungen „Es werden alternative Infektionserreger benötigt“, so Shapiro sagte.

Effektive Raubtiere

Eine wichtige Erkenntnis betrifft ein Konzept namens „effektive Prädation“. Die Forscher fanden heraus, dass ein höheres Verhältnis von räuberischen Phagen zu ihrer bakteriellen Beute mit milderen Fällen von Cholera verbunden war. Das Team sagte, sie seien die ersten gewesen, die die genetischen Grundlagen dieses Verhältnisses aufgezeigt hätten.

Dieses Verhältnis kann als Indikator für die Schwere der Erkrankung verwendet werden und so den Arzt bei der Behandlungsentscheidung unterstützen. Es könnte auch das Fortschreiten der Krankheit vorhersagen.

Forscher verwendeten fortschrittliche genomische Techniken, um die Interaktion von Bakterien und Bakteriophagen in 2.574 Stuhlproben von Cholera-Patienten in Bangladesch zu analysieren, einem Land mit einer der höchsten Cholera-Raten weltweit: etwa 100.000 Fälle pro Jahr. Die Proben wurden in den Jahren 2018 und 2019 gesammelt.

Shapiro führte eine genetische Analyse der Proben mit der Hauptautorin der Studie, Naïma Madi, Ph.D., einer Postdoktorandin bei McGill, durch.

Die Dokumentation des genetischen Wettrüstens zwischen den Bakterien und ihren Phagen erschwert die Untersuchung der Cholera- und Phagenökologie. Jeder entwickelt sich weiter, um die Abwehrkräfte des anderen zu durchkreuzen. Der eine passt sich an, der andere reagiert. Wenn Phagen die Macht übernehmen, erhöht sich die genetische Vielfalt der Bakterien. Dann nimmt die Phagenpopulation ab. Das Virus reagiert mit genetischen Anpassungen und gedeiht schließlich wieder.

Shapiro sagte, dass weitere Studien, einschließlich einer klinischen Studie, erforderlich seien, bevor wirksame Phagentherapien entwickelt werden könnten.