Modelle zu Antibiotikaresistenzen bei Mikroben
Das Projekt 'Predicting antibiotic resistance' (PAR) entwickelte quantitative Modelle zur Beschreibung der komplexen Dynamik mikrobieller Resistenzen, deren Daten dann in vitro und in vivo an Modellen validiert wurden. Insbesondere erforschte PAR Bildung und Neuauftreten resistenter Bakterien, Mechanismen des pathogenen Überlebens wie auch Besiedlung und Infektiösität. PAR identifizierte Resistenzgene (das so genannte Resistom) bei Pseudomonas aeruginosa. Wie sich diese Mutationen im Einzelnen auswirken, wurde an phänotypischen Veränderungen bei verschiedenen Arten von Mycobacterium tuberculosis bewertet. Die Projektarbeit zeigte auch, dass viele Antibiotika wie etwa b-Lactam-Antibiotika beispielsweise die Mutagenese von Escherichia coli fördern. Problematisch ist offenbar vor allem, dass manche Antibiotika auch unterhalb der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC) die Bildung von Resistenzen begünstigen. An einem Entenmodell für E. coli zeigte sich, dass extrem niedrig dosierte Antibiotika in der Umwelt das Überleben resistenter Bakterien fördern. Besonderes Interesse weckte das hochproblematische Resistenzgen NDM-1, das sich seit kurzem weltweit rasant ausbreitet. Die Forschungen von PAR ergaben eine hohe Expressions- und Rekombinationsrate dieses Gens wie auch Assoziationen mit bestimmten Plasmiden. Es handelt sich dabei um einen ambulant erworbenen Keim, der sich durch mangelhafte Hygiene ausbreitet und aus Ostasien von Touristen bzw. Medizintouristen eingeschleppt wird. Aufgrund der gesundheitspolitischen Brisanz der Studienergebnisse führte die indische Regierung nun erstmals eine Verschreibungs- und Kontrollpolitik für Antibiotika ein. Die Forscher von PAR demonstrierten bei der Analyse kommerziell erhältlicher Antibiotika (d.h. Fusidinsäure und Mecillinam), dass Resistenzentwicklung und kompensatorische Evolution bei Breitbandwirkstoffen generell niedriger ist. Die Informationen wurden auf vier größeren wissenschaftlichen Planungssitzungen sowie in 135 unabhängigen Fachbeiträgen, mehr als 200 Konferenzvorträgen und Buchkapiteln veröffentlicht. Weiterhin wurden die Ergebnisse auf verschiedenen Foren und EU-Ebene wie auch der Europäischen Arzneimittelbehörde (EMEA) und Vertretern der Industrie präsentiert. Die im Verlauf des Projekts gewonnenen Erkenntnisse sind im öffentlichen Gesundheitssektor, bei Medizinern, Umweltorganisationen, agrarwirtschaftlichen Organisationen und Medien auf großes Interesse gestoßen. Sie werden wesentlich zum besseren Verständnis der molekularen Evolution, bakteriellen Physiologie und Prävention von Antibiotikaresistenzen beitragen.
