Antibiotika gezielt kombinieren
Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel haben grundlegende Mechanismen der Resistenzevolution untersucht – also genetische und nicht-genetische Anpassungen, mit denen sich Krankheitserreger an die Wirkung verschiedener Medikamente anpassen. Hintergrund ist die zunehmende Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen. Die Forschenden haben bereits vorhandene Antibiotika so kombiniert, dass ihre Wirksamkeit erhalten bleibt.
In ihrer aktuellen Studie untersuchte das Team um Prof. Hinrich Schulenburg aus der Kieler Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik am Beispiel des Humanpathogens Pseudomonas aeruginosa, wie sich Bakterien durch die Gabe eines ersten Antibiotikums so schwächen lassen, dass ein zweites anschließend deutlich besser wirkt.
Antibiotikaresistenzen
Von antibiotikaresistenten Krankheitserregern geht eine der größten aktuellen Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit aus. Durch Fehl- und Übernutzung antibakterieller Wirkstoffe in den vergangenen Jahrzehnten sind zahlreiche bakterielle Erreger gegen Antibiotika unempfindlich geworden — teils auch gegen Reservewirkstoffe zur Behandlung besonders schwerer Infektionen. Während die Raten antimikrobieller Resistenzen steigen, schrumpft das Repertoire zuverlässig wirksamer Antibiotika. Ohne wirksame Gegenmaßnahmen droht eine Situation, in der auch bislang gut behandelbare bakterielle Infektionen wieder schwer oder gar nicht therapierbar werden.
Membranstress macht Bakterien angreifbarer
Die Forschenden konnten zeigen, dass eine Vorbehandlung mit einem Beta-Laktam-Antibiotikum die Bakterienzellen besonders empfindlich für ein anschließend verabreichtes Aminoglykosid-Antibiotikum macht. Dieser als negative Hysterese bezeichnete Effekt beruht darauf, dass das erste Antibiotikum Membranstress an der bakteriellen Zellhülle auslöst. Dadurch kann der zweite Wirkstoff besser in die Bakterienzellen eindringen, sie zuverlässiger abtöten und zugleich ihre Anpassung an die Behandlung – und damit die Resistenzevolution – hemmen.
Pseudomonas-Infektionen werden zunehmend problematisch
Das Gram-negative Bakterium P. aeruginosa ist ein opportunistischer Krankheitserreger des Menschen. Es verursacht akute und chronische Infektionen insbesondere bei hospitalisierten und immungeschwächten Patientinnen und Patienten, häufig bei Fällen von zystischer Fibrose oder chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen. Besonders problematisch ist dabei einerseits die natürliche Resistenz des Bakteriums gegen viele Antibiotika sowie seine Fähigkeit, sich rasch an die Behandlung mit neu verabreichten Wirkstoffen anzupassen. Damit zählen immer mehr P. aeruginosa-Stämme zu den multiresistenten Bakterien, die gegen drei oder mehr unterschiedliche Antibiotika unempfindlich geworden sind.
Neue Perspektiven für die Antibiotikatherapie
Nach Einschätzung der Forschenden zeigen die Ergebnisse das Potenzial der negativen Hysterese: Durch eine gezielte, aufeinanderfolgende Gabe bestimmter Antibiotikaklassen könnte die Behandlung kritischer bakterieller Erreger verbessert werden. Die Arbeit soll dazu beitragen, evolutionsbiologisch fundierte Strategien zu entwickeln, um bakterielle Infektionen nachhaltiger zu behandeln und die Entstehung weiterer Resistenzen zu begrenzen.
Buchholz F, Upterworth LM, Tueffers L, et al. Robust antibiotic sensitization of pathogenic Pseudomonas aeruginosa via negative hysteresis in the cell envelope. Nat Commun. 2026 Mar 26;17(1):4487. doi: 10.1038/s41467-026-71178-5. PMID: 41888145; PMCID: PMC13187417.
