Wenn Sie ein Fan von apokalyptischen Katastrophenfilmen sind, werden Sie mit allen möglichen Dingen vertraut sein, die den Untergang der Zivilisation herbeiführen könnten:Asteroideneinschläge, tödliche Viren, Alien-Invasionen, nukleares Armageddon. Vielleicht sogar ein Ausbruch von Zombies.
Experten glauben jetzt, dass die Ausbreitung arzneimittelresistenter Bakterien wahrscheinlich die größte Einzelbedrohung für die Gesellschaft ist – größer noch als die Gefahren, die durch den globalen Terrorismus, den Klimawandel und alles, was Sie im Kino sehen, entstehen.
Es gibt Anzeichen dafür, dass uns diese „Antibiotika-Apokalypse“ bereits bevorsteht:Allein in Europa und den USA sterben jedes Jahr mindestens 50.000 Menschen an Infektionen, die auf eine herkömmliche Behandlung nicht ansprechen.
Was ist Antibiotikaresistenz?
Seit der Entdeckung von Penicillin konnten Bakterien „strategisch“ Wege finden, um den Wirkungen von Antibiotika zu widerstehen, sodass sie nicht getötet werden oder ihr Wachstum nicht gestoppt wird.
Diese antibiotikaresistenten Bakterien wurden in jedem Land gefunden. Wenn sich die aktuellen Trends fortsetzen, könnten alle Antibiotika der Welt in nur wenigen Jahrzehnten praktisch nutzlos sein.
Laut einem Bericht des Review On Antimicrobial Resistance , wenn das Problem nicht angegangen wird, könnte die Weltbevölkerung bis 2050 um fast eine halbe Milliarde schrumpfen und die Weltwirtschaft 100 Billionen Dollar kosten.
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Warum sind Antibiotika wichtig?
Antibiotika töten oder hemmen das Wachstum von Bakterien und helfen uns, sowohl leichte als auch schwere bakterielle Infektionen zu behandeln.
Sie werden in allen Bereichen der Medizin eingesetzt, einschließlich der Behandlung von Hauterkrankungen wie Akne; ernstere Infektionen wie Lebensmittelvergiftung oder Lungenentzündung; und tödlich ansteckende Krankheiten wie Tuberkulose und Meningitis.
Antibiotika verhindern auch, dass sich Wunden nach einer Verletzung oder Operation infizieren, und tragen zum Schutz von Menschen mit geschädigtem Immunsystem bei, wie z. B. Patienten, die sich einer Krebsbehandlung unterziehen, oder Personen, die kürzlich eine Organtransplantation erhalten haben.
Es gibt Hunderte verschiedener Arten von Antibiotika, von Cremes über Pillen bis hin zu Injektionen, die jeweils entwickelt wurden, um auf verschiedene Infektionen abzuzielen, die durch verschiedene Arten von Bakterien verursacht werden. Seit ihrer Einführung vor etwa 75 Jahren haben Antibiotika die durchschnittliche Lebenserwartung weltweit um etwa 20 Jahre verlängert.
Das Leben vor diesen Wundermitteln war beängstigend – alles, was eine Infektion verursachte, konnte Sie töten, sogar ein Scherenschnitt. Es wird angenommen, dass in den Jahrhunderten vor modernen Antibiotika etwa 40 Prozent aller Todesfälle durch unbehandelte Infektionen verursacht wurden. Und wenn eine Infektion Sie nicht getötet hat, könnte sie vernarbt oder entstellt sein.
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Wie wirken Antibiotika?
Antibiotika sind Chemikalien, die Schlüsselprozesse in Bakterienzellen stören. Um sicher als Medikament eingesetzt zu werden, müssen sie Bakterienzellen gezielt beeinflussen, ohne menschliches Gewebe zu schädigen.
Das erste moderne antibakterielle Mittel, Penicillin, wurde 1928 von Alexander Fleming entdeckt. Penicillin wird von einem Pilz produziert, der in Schimmelpilzen vorkommt, und bewirkt, dass die Wände von Bakterienzellen versagen.
Menschliche Zellen haben diese starren Zellwände nicht und werden daher nicht von Penicillin beeinflusst, und viele ähnliche Medikamente wurden im Laufe der Jahrzehnte entwickelt.
Andere Antibiotika stören Prozesse, die für das Wachstum von Bakterien unerlässlich sind, wie die Produktion von Proteinen, DNA oder Energie.
Wie werden Bakterien resistent?
Obwohl es so aussieht, als würden Bakterien in gewisser Weise „lernen“, wie sie sich gegen uns wehren können, ist die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen ein unvermeidlicher und natürlicher Teil der bakteriellen Evolution. Jedes Mal, wenn sich ein Bakterium vermehrt, teilt es sich in zwei Teile und kopiert seine DNA.
Unvollkommenheiten in diesem Prozess bedeuten, dass es in einer Population von Millionen, Milliarden oder sogar Billionen sich vermehrender Bakterienzellen viele „Fehler“, sogenannte Mutationen, in der DNA jeder nachfolgenden Generation gibt.
Aufgrund der schieren Anzahl an Varianten entwickelt im Laufe der Zeit ein winziger Teil der Individuen zufällig eine Eigenart, die bedeutet, dass sie gegen bestimmte Antibiotika immun sind. Eine Mutation kann beispielsweise die Struktur eines Schlüsselmoleküls, auf das das Antibiotikum abzielt, auf subtile Weise verändern und es unwirksam machen. Oder es kann bedeuten, dass die Bakterien anfangen, eine Chemikalie zu produzieren, die die antibakteriellen Eigenschaften des Medikaments zerstört.
Im Fall von Penicillin haben sich viele Bakterien entwickelt, um Chemikalien zu produzieren, die als Beta-Lactamase-Enzyme bekannt sind und die Wirkung des Arzneimittels neutralisieren.
Sobald sie auftaucht, kann die Antibiotikaresistenz von einer Bakterienart zur anderen überspringen. Mikroorganismen tauschen auf natürliche Weise genetisches Material in einem Prozess aus, der als horizontaler Gentransfer bezeichnet wird – entweder durch engen Kontakt oder indem sie eine Art Brücke untereinander bilden.
Dies hilft Bakterien, ihre DNA zu mischen und nützliche Gene zu „teilen“, führt aber häufig dazu, dass die Gene, die für die Antibiotikaresistenz verantwortlich sind, von harmlosen Bakterien zu tödlicheren Typen übergehen.
Als ob arzneimittelresistente Bakterien nicht genug Problem wären, können Resistenzen auch bei Viren, Pilzen und Parasiten auftreten. Dies wird als antimikrobielle Resistenz oder „AMR“ bezeichnet. Sogar Insekten und Unkräuter entwickeln Resistenzen gegen die Chemikalien, die wir verwenden, um Schädlinge zu vernichten und die Ernte gesund zu halten.
Wie breitet sich Widerstand aus?
Antibiotikaresistenzen werden zu einem großen Problem, wenn Antibiotika übermäßig eingesetzt werden. Die Verwendung eines Antibiotikums zerstört viele Bakterien im Körper einer Person – sowohl gute als auch schlechte Stämme.
Dies bedeutet, dass Bakterien, die gegen das Antibiotikum resistent sind, diesen Raum frei besiedeln und sich ohne Konkurrenz vermehren können.
Das kann bei den Betroffenen Krankheiten verursachen, bedeutet aber auch, dass sie in großer Zahl antibiotikaresistente Keime in sich tragen, die dann auf andere Menschen übertragen werden.
Krankenhäuser fungieren als eine Art Transportknotenpunkt für antibiotikaresistente Gene:Antibiotika werden stark eingesetzt, wodurch Resistenzgene auf der Station konzentriert werden. Diese werden dann an Personal, andere Bakterien und Patienten weitergegeben.
Je häufiger Antibiotika eingesetzt werden, desto wahrscheinlicher ist es, dass arzneimittelresistente Bakterien an einem bestimmten Ort dominieren. Und nicht nur die Humanmedizin trägt zur Verbreitung von Antibiotikaresistenzen bei.
In einigen Ländern werden Vieh häufig routinemäßig Antibiotika verabreicht, um das Wachstum anzukurbeln oder die Ausbreitung von Infektionen in Herden zu verhindern>
Selbst in Ländern mit ausgezeichneter Krankenhaushygiene und strengen Vorschriften zur Verhinderung des übermäßigen Einsatzes von Antibiotika sind Menschen und Waren von Orten mit schlechter Antibiotikapraxis nur einen kurzen Flug entfernt.
Was wäre, wenn Antibiotika nicht mehr wirken?
Erstens würden die Todesfälle durch bakterielle Infektionen wie Tuberkulose und Meningitis zweifellos zunehmen. Infektionen, die wir derzeit nicht für tödlich halten, würden ebenfalls zu schweren Erkrankungen und Todesfällen führen.
Selbst triviale Zustände wie Abszesse oder Pickel würden schwer zu behandeln sein, was bedeutet, dass hässliche Wunden und seltsame Hauterkrankungen wie im Mittelalter zum alltäglichen Anblick würden.
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Aber die Auswirkungen auf das Gesundheitswesen wären noch weitreichender.
Jedes Jahr werden weltweit Milliarden von Operationen durchgeführt, und fast alle erfordern Antibiotika, um Infektionen während und nach dem Eingriff zu verhindern. Eine von vier Geburten in England erfolgt per Kaiserschnitt, bei dem Antibiotika Mutter und Kind schützen.
Ohne Antibiotika könnte das Risiko, nach diesen Eingriffen an einer Infektion zu sterben, bedeuten, dass sie sich einfach nicht lohnen. Die enormen Kosten für den Versuch, schwer zu behandelnde Infektionen zu heilen, könnten die Gesundheitsdienste vieler Länder bis dahin ohnehin lahmgelegt haben. Wenn Antibiotika nicht mehr wirken, müssen wir möglicherweise unser Verhalten komplett ändern.
Wie besorgt sollten wir sein?
Ziemlich besorgt! Viele Bakterienstämme haben Resistenzen gegen mehr als eine Art von Antibiotika erworben.
Diese Bakterienstämme, die als multiresistente (MDR) Organismen oder „Superbugs“ bekannt sind, belasten bereits jetzt die Gesundheitssysteme der Welt. Prof. Dame Sally Davies, ehemalige Chief Medical Officer des Vereinigten Königreichs, sagte, dass die goldene Ära der ständig steigenden Lebenserwartung bald einer Ära weichen könnte, in der die Sterblichkeitsraten zu steigen beginnen.
Sie sagte einer staatlichen Untersuchung zur Antibiotikaresistenz, dass sie sich viel mehr Sorgen darüber mache, „während einer Routineoperation in einem Operationssaal zu sterben“, als über den Klimawandel.
Krankenhäuser haben Mühe, ihre Stationen von multiresistenten Bakterien wie MRSA (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus) zu befreien ), während die „extensiv arzneimittelresistente Tuberkulose“ (XDR-TB) inzwischen in 100 Ländern identifiziert wurde und jedes Jahr über 200.000 Todesfälle verursacht.
In E. coli Bakterien, eine häufige Ursache für Lebensmittelvergiftungen, ist die Resistenz gegen Antibiotika inzwischen so weit verbreitet, dass die herkömmliche Behandlung bei mehr als der Hälfte der Patienten unwirksam ist.
Und es wurden Bakterienstämme gefunden, die gegen unsere „letzten Mittel“ Antibiotika resistent sind.
Die Behandlung von Patienten mit diesen gefährlichen Bakterien ist schwierig, riskant und teuer. Experten haben vorausgesagt, dass vorhandene Antibiotika in nur 20 Jahren fast nutzlos sein könnten, wenn sich der Trend fortsetzt.
Können wir nicht einfach neue Antibiotika entwickeln?
Jahrzehntelang waren Resistenzen relativ selten und die pharmazeutische Industrie stellte ständig neue Arten von Antibiotika her.
Aber in den 1990er Jahren gingen den Pharmaunternehmen die neuen Wege aus, um Bakterien abzutöten, die keine Schädigung menschlicher Zellen beinhalteten. Viele Bemühungen, neue Medikamente zu finden, führten zu Verbindungen, die bestehenden Antibiotika ähnlich waren, und so entwickelten sich auch gegen diese schnell Resistenzen.
Die meisten Antibiotika, die heute weltweit verwendet werden, sind praktisch die gleichen wie die, die vor 30 Jahren entwickelt wurden.
Das größte Problem ist jetzt das Geld. Es kann irgendwo zwischen 500 Millionen und 2 Milliarden Dollar kosten, ein neues Medikament zu entdecken und auf den Markt zu bringen, aber diese neuen Antibiotika werden entweder als letztes Mittel aufbewahrt oder werden nutzlos, wenn sich eine Resistenz gegen sie entwickelt.
Dies bedeutet, dass es für pharmazeutische Unternehmen wenig Anreiz gibt, ihre Bemühungen auf diesen Bereich zu konzentrieren.
Es gibt jedoch eine gute Nachricht:2017 gaben Wissenschaftler des Scripps Research Institute in den USA bekannt, dass sie ein gängiges Antibiotikum, Vancomycin, so modifiziert haben, dass es Bakterien nun auf drei verschiedene Arten angreift. Die Forscher sagen, dass das Medikament ohne Angst vor Resistenzen in großem Umfang eingesetzt werden könnte, da es so unwahrscheinlich ist, dass Bakterien drei Wirkungsweisen gleichzeitig entkommen.
Gibt es Alternativen zu Antibiotika?
Wissenschaftler fangen an, Antibiotika mit Verbindungen zu kombinieren, die jede Anpassung stören, die die resistenten Bakterien entwickelt haben.
Wenn beispielsweise ein Bakterium begonnen hat, ein Protein zu produzieren, das verhindert, dass ein Antibiotikum in seine Membran eindringt, können Forscher eine „Köder“-Verbindung entwickeln, um dieses Protein zu blockieren. Der Patient nimmt eine Kombination aus dem Antibiotikum und dem Köder, und das Antibiotikum wirkt plötzlich wieder.
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Eine weitere Alternative zu herkömmlichen Antibiotika ist eine Behandlung, die in Russland und Osteuropa seit den 1940er Jahren verwendet wird, aber im Westen lange Zeit nicht ernst genommen wurde.
Bekannt als Phagentherapie, verwendet es Viren, um Bakterien zu entführen und sie von innen heraus zu zerstören. Obwohl es gefährlich klingen mag, greifen die verwendeten Viren – bekannt als Bakteriophagen – auf natürliche Weise nur Bakterien und Bakterien an.
Andere potenzielle Wege für die Forschung umfassen Medikamente, die dem Immunsystem helfen, Bakterien zu identifizieren und anzugreifen, die Verwendung von biotechnologisch hergestellten Nanopartikeln oder Viren, um Bakterien zu bombardieren, und die Verwendung von probiotischen, „freundlichen“ Bakterien, um die bösen zu übertreffen.
Das Problem mit all diesen möglichen Lösungen? Bakterien könnten schließlich auch Resistenzen gegen diese Behandlungen entwickeln.
Was können wir sonst noch tun, um die Antibiotikaresistenz zu stoppen?
Aufgrund der Leichtigkeit, mit der Menschen um die Welt reisen können, erfordert die Eindämmung der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen ein koordiniertes globales Handeln. Um die Wirksamkeit vorhandener Antibiotika zu erhalten, muss ihre Verwendung eingeschränkt werden:Sie dürfen nur bei bakteriellen Infektionen und in der richtigen Dosis für die richtige Zeitdauer verschrieben werden.
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Es wird intensiv an Tests geforscht, die es Hausärzten ermöglichen, schnell zu diagnostizieren, ob eine Krankheit Antibiotika erfordert oder nicht, und dies sollte dazu beitragen, einen gezielteren Einsatz zu fördern. Andere Forschungsarbeiten suchen nach Möglichkeiten, wie Bakterien DNA austauschen können, um zu versuchen, die Ausbreitung von Resistenzgenen zwischen Bakterien zu verhindern.
Auf individueller Ebene tragen regelmäßiges Händewaschen und eine allgemeine gute Hygiene dazu bei, die Ausbreitung von Bakterien und damit den Bedarf an Antibiotika zu reduzieren. Menschen werden ermutigt, Ärzte oder Apotheker nicht unter Druck zu setzen, ihnen Antibiotika zu verabreichen, ohne sicher zu wissen, was ihre Krankheit verursacht.
Kurz gesagt, die gesamte Gesellschaft muss beginnen, diese wertvollen Medikamente mehr zu schätzen. Je öfter wir sie verwenden, desto weniger effektiv sind sie.