Professor Steffanie Strathdee und ihr Mann saßen auf der obersten Ebene eines Kreuzfahrtschiffes in Ägypten, genossen ihr Essen und freuten sich auf die Besichtigungen an ihrem letzten Tag. Es war ein Traumurlaub für Steffanies Mann Tom gewesen, Ägypten zu erkunden, und das Forscherpaar hatte es 2015 endlich geschafft. Wenige Stunden nach ihrem idyllischen Abendessen wurde Tom jedoch plötzlich schrecklich krank.
Professor Steffanie Strathdee, eine Epidemiologin für Infektionskrankheiten, vermutete, dass es von den Meeresfrüchten kam, die sie gegessen hatten, und dachte bis zum nächsten Tag nicht viel darüber nach. Nichts Schlimmeres als eine Lebensmittelvergiftung, die Ihren letzten Urlaubstag ruiniert, oder? Nun, als er dehydrierter wurde und andere Symptome auftauchten, begann Steffanie sich Sorgen zu machen, dass etwas Schlimmeres ihre Glückseligkeit gestört hatte.
„Ich bin kein Arzt, aber ich habe einen rostigen Abschluss in Mikrobiologie. Und ich berechnete buchstäblich in meinem Kopf Inkubationszeiten für verschiedene Organismen, die er erworben haben könnte. Als er anfing, sich über Rückenschmerzen zu beschweren, wurde mir klar, dass das keine Lebensmittelvergiftung ist, wenn er Rückenschmerzen hat. Also habe ich einen Freund von uns angerufen, der zufällig der Leiter der Abteilung für Infektionskrankheiten in der Abteilung ist, in der wir arbeiten“, sagt Steffanie.
Dieser Freund war Professor Chip Schooley von der University of California, San Diego. Er spielte eine wesentliche Rolle bei der Entschlüsselung dieser mysteriösen Krankheit. Aufgrund der beschriebenen Symptome forderte er Steffanie auf, Tom so schnell wie möglich in ein Krankenhaus zu bringen. Leider gab es in der Gegend von Ägypten, in der sie sich aufhielten, keine Krankenhäuser, nur eine Klinik.
„[Die Klinik] war mit wunderbaren ägyptischen Ärzten besetzt, und sie gaben mit ihren begrenzten Ressourcen ihr Bestes“, sagt Steffanie. „Sie diagnostizierten Pankreatitis, eine Entzündung der Bauchspeicheldrüse, aber sie sagten, dass es wahrscheinlich einige ernsthafte Komplikationen geben würde, die über dem liegen würden, was die Klinik bewältigen kann.“
Also reisten Steffanie, ihr Mann und seine entzündete Bauchspeicheldrüse über 3.000 km von Ägypten, um ein Krankenhaus in Deutschland zu erreichen. Als sie im Krankenhaus ankam, war sie schockiert, als sie erfuhr, dass ihr Mann einen Gallenstein hatte, der seinen Gallengang verstopfte, was zu einem Magenabszess „von der Größe eines kleinen Fußballs“ geführt hatte.
Beim Ablassen des Abszesses kam eine faulige Flüssigkeit zum Vorschein. Da wuchs etwas, sagte der Arzt, und das schon seit einiger Zeit.
Steffanie starrte auf eine Flasche mit dieser trüben Magenflüssigkeit und war von den Neuigkeiten des Arztes nicht allzu beunruhigt. Sie wusste, dass diese Dinge im Allgemeinen dadurch behoben werden können, dass das Material untersucht wird, das im Abszess gewachsen ist, und die entsprechenden Antibiotika verschrieben werden. Ein ziemlich einfach zu lösendes Problem. „Er wird in ein paar Tagen wieder fit sein“, dachte sie.
Leider war dies bei Tom nicht der Fall. Ein paar Tage vergingen und anstatt mit guten Nachrichten anzureisen, kehrte der Arzt in medizinischer Schutzkleidung von Kopf bis Fuß zurück. Er stand mit einem Kittel, einer Maske und einem Paar Handschuhe neben Toms Bett und verkündete Steffanie:„Ich habe sehr schlechte Nachrichten. Das sind die schlimmsten Bakterien auf dem Planeten.“
Was ein Bakterium in einem solchen Fall gut oder schlecht macht, ist, wie behandelbar es ist. Können wir es mit Penicillin bewerfen und alles lösen? Oder braucht es eine maßgeschneiderte antibiotische Behandlung? Wenn sich die Bakterien, die Ihre Krankheit verursachen, anpassen, um den Antibiotika auszuweichen, die versuchen, Ihren Körper zu reinigen, dann ist es in der Tat sehr schlimm.
Antibiotikaresistente Bakterien, die trotz Antibiotikabehandlung bestehen bleiben, können tödlich sein. Dieses Bakterium, Acinetobacter baumannii , ist den meisten vielleicht nicht vertraut, aber Steffanie kannte es von ihrem Grundstudium in Mikrobiologie in den 1980er Jahren.
„Mir wurde klar, dass wir diesen Organismus damals auf unseren Petrischalen ausplattiert haben und alles, was wir brauchten, ein Laborkittel und Handschuhe waren“, sagt sie. „Und er sagte, das seien die schlimmsten Bakterien auf dem Planeten. Wie kann das sein? Ich bin Epidemiologe für Infektionskrankheiten. Das trifft mich wirklich unvorbereitet.“
Die schlimmsten Bakterien der Welt
Acinetobacter baumannii ist weltweit in Böden und Gewässern beheimatet galt in den 1970er und 80er Jahren als empfindlich gegenüber den meisten Antibiotika. Heute zeigt er jedoch eine weitreichende Resistenz gegen mehrere Antibiotika und gilt als Superkeim. Dieses Bakterium besiedelt den Körper, zielt speziell auf feuchtes Gewebe ab und verursacht Nekrose (Absterben von Gewebezellen), bevor es in den Blutkreislauf gelangt.
Steffanie untersuchte und lernte, wie das Bakterium durch genetische Mutationen schnell Resistenzen entwickelt und auf eine Behandlung verzichtet. „Es ist so etwas wie ein bakterieller Kleptomane. Es ist wirklich gut darin, Antibiotika-resistente Gene von anderen Bakterien zu stehlen“, sagt Steffanie. Obwohl sie besorgt war, wusste sie, dass die Ärzte die verfügbaren Optionen ausprobieren würden, um den Superbug zu besiegen und Toms Zustand zu verbessern.
Die Ärzte in Deutschland versuchten eine Reihe von Antibiotika-Behandlungen für Tom. Während der Acinetobacter baumannii eiterte und sich entwickelte, löschten diese Behandlungen sein Immunsystem effektiv aus und erlaubten dem Superbug, sich auszubreiten.
Steffanie sagt, dass der Superbug in Deutschland gegen 15 der von ihnen ausprobierten Antibiotika resistent war und nur teilweise empfindlich gegen drei war. Alle diese drei hatten jedoch schwere Nebenwirkungen und werden als letztes Mittel gegen Antibiotika eingesetzt. Sie entschieden, dass es an der Zeit war, Tom nach Hause nach San Diego zu verlegen, und achteten darauf, das Infektionskontrollverfahren einzuhalten, um zu verhindern, dass sich sein Zustand verschlechterte.
Als sie wieder in San Diego ankamen, war Toms Superbug resistent gegen die letzten drei Antibiotika geworden. An diesem Punkt verließ sich Steffanie auf ihre Kollegen und die Ärzte für die beste Behandlung. Er war dem Risiko eines septischen Schocks ausgesetzt, einer potenziell tödlichen Erkrankung, bei der Ihr Blutdruck auf ein gefährlich niedriges Niveau absinkt. Also versuchten die Ärzte in San Diego, die infizierte Flüssigkeit aus seinem Abszess abzusaugen, da Tom für eine Operation zu schwach war. Doch am Tag, bevor sie das Krankenhaus verlassen sollten, breitete sich der Superbug weiter aus.
„Er hatte fünf verschiedene Drainagen sowie eine Ernährungssonde, er sah aus wie ein Nadelkissen. Einer dieser inneren Abflüsse rutschte aus und ergoss all diese infizierte Flüssigkeit in seinen Bauch, in seinen Blutkreislauf“, erinnert sich Steffanie.
Diese Verschüttung führte zu dem, was die Ärzte befürchtet hatten. Tom erlitt einen septischen Schock.
„Ihr Körper reagiert irgendwie überreagiert auf einen Eindringling, der den Blutkreislauf trifft. Und sofort steigt die Herzfrequenz, der Blutdruck sinkt, die Person wird rot, bekommt Fieber und fängt an zu keuchen und normalerweise fängt sie an zu zittern. Dieses Zittern wird Rigor genannt und ist so stark, dass in Toms Fall das Bettgestell gegen die Wand schlägt. Und das alles innerhalb von zwei Minuten, also war ich ziemlich fassungslos“, sagt Steffanie.
Superbug verbreiten und nach Lösungen suchen
Er wurde auf die Intensivstation gebracht, wo ihn Ärzte an ein Beatmungsgerät anschlossen. Steffanie hatte gedacht, dass sie ihren Mann am nächsten Tag nach Hause bringen würde, aber stattdessen landete Tom in einem medizinisch bedingten Koma. Nachdem der Superbug seinen Blutkreislauf erreicht hatte, kolonisierte er Toms Körper vollständig.
An diesem Punkt, da keine Antibiotika mehr übrig waren, begann Steffanie, weiter nachzuforschen und den Superbug und alternative Behandlungsmöglichkeiten zu erforschen. Wenn sie jetzt darüber nachdenkt, sagt sie:„Es war mir nicht wirklich bewusst, dass ich meinen Mann vielleicht nie wieder sprechen hören könnte. Wir werden möglicherweise nie in der Lage sein zu kommunizieren.
„Es gab nichts anderes, was die Ärzte tun konnten, und nach und nach verschwand er. Nach einiger Zeit lag er nicht mehr im medizinisch induzierten Koma. Er lag im Koma, aus dem er nicht wirklich aufwachte. An manchen Tagen wackelten seine Augenbrauen oder seine Finger versuchten, die Hand auszustrecken“, sagt sie.
Mit Toms Lungenversagen, Medikamenten, die sein Herz schlagen ließen, und Ärzten, die ihm eine Nierendialyse vorschlugen, wusste Steffanie, dass es dem Ende nahe war. Sie saß neben seinem Bett und fragte, ob er möchte, dass sie weiter für ihn kämpft.
„Ich weiß, dass du wirklich hart kämpfst und müde bist. Und wenn du loslassen willst, werde ich es verstehen. Aber ich will mit dir alt werden. Und wenn Sie leben wollen, drücken Sie bitte meine Hand und ich werde versuchen, etwas zu finden, um dieses Ding zu stoppen. Und ich wartete und er drückte meine Hand“, teilt sie mit.
Obwohl sie hocherfreut war, stand sie nun vor einer scheinbar unüberwindbaren Herausforderung:„Mir wurde klar, dass ich kein Arzt bin, was soll ich tun? Ich bin Wissenschaftlerin und weiß, wie man forscht“, sagt Steffanie.
„Also ging ich nach Hause und ging ins Internet und die National Library of Medicine hat eine kostenlose Suchmaschine, die wie Google Scholar für Steroide ist. Es ist für die Öffentlichkeit zugänglich, sodass sogar Ihre Großmutter Schlüsselwörter wie den Namen eines Superbugs und alternative Behandlungen eingeben und wissenschaftliche Literatur auftauchen kann, die geprüft wurde und auf echten Beweisen basiert“, sagt Steffanie.
Als Epidemiologin, die sich auf die HIV-Epidemie konzentrierte, trat die Superbug-Krise aus dem Schatten, je mehr sie recherchierte. Vergraben in der Literatur fand sie ihre Lösung:Phagentherapie.
Phagentherapie
Obwohl die Phagentherapie in der westlichen Welt immer noch als experimentelle Behandlung angesehen wird, wurde sie erstmals 1919 zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt. Dabei werden Bakteriophagen (bakterienfressende Organismen) eingesetzt, die Bakterienzellen angreifen und entführen können, um sich zu vermehren und die Wirtszellen zu töten.
Mit dem Aufstieg von Penicillin nach dem Zweiten Weltkrieg und den darauffolgenden geopolitischen Einflüssen wurde die Phagentherapie im Westen zu wenig erforscht. Infolgedessen musste Steffanie ihre Familie davon überzeugen, dass diese experimentelle Behandlung das Richtige war.
Danach stand sie immer noch einer Reihe von Hindernissen gegenüber. Zuerst musste sie Experten auf diesem Gebiet finden, die bereit waren, ihrem Mann zu helfen, und dann mussten sie die Bakteriophagen für die Behandlung identifizieren und reinigen. Um Tom zu behandeln, bräuchten die Ärzte zunächst eine FDA-Zulassung. Schooley, der zuerst empfohlen hatte, Tom in ein Krankenhaus zu bringen, bot an, auf der Grundlage des Mitgefühls zu helfen, die FDA-Zulassung für die Behandlung mit Bakteriophagen zu erhalten.
„Ich war wieder sehr aufgeregt, aber ich war entmutigt von dieser scheinbar unmöglichen Aufgabe, denn je mehr ich über Phagen erfuhr, desto seltsamer wurde mir die ganze Idee. Phagen sind im Wesentlichen die ältesten und bevölkerungsreichsten Organismen auf dem Planeten. Es gibt 10 Millionen Billionen Billionen – und sie müssen zu den Bakterien passen, die Sie töten wollen“, sagt Steffanie.
Phagen verwenden spezifische Rezeptoren, um den Superbug anzugreifen, also konnte sie nicht einfach den häufigsten Phagen für Tom verwenden. Steffanie musste sich nun dem Problem stellen, den spezifischen Bakteriophagenstamm zu finden, der ihren Mann retten könnte.
Phagen finden
Entschlossen, eine Lösung zu finden, schickte Steffanie eine E-Mail an die wenigen Forscher, die sie finden konnte, die an Acinetobacter baumannii arbeiteten und die dazugehörigen Phagen. Sie hängte ein Bild von Tom in seinem Krankenhausbett an und bat die Wissenschaftler vor Ort um Hilfe. Sie sagte, sie habe innerhalb von 24 Stunden eine Rückmeldung von Professor Rylan Young von der A&M Texas University erhalten, der sich international an andere gewandt habe. Young konzentrierte sein Labor auch neu auf die Suche nach diesen Phagen aus Abfall- und Abwasserquellen.
Das texanische Labor isolierte vier relevante Bakteriophagen aus Abwasserabfällen, ließ sie wachsen und testete sie an einer Probe der Bakterien. Nach erfolgreichem Test in einer Petrischale musste das Team seine Bakteriophagen für den menschlichen Gebrauch reinigen.
In nur wenigen Wochen hatte Steffanie ein einsatzbereites Phagenset aus Texas. Die US Navy stellte auch einen anderen Satz aktiver Phagen gegen Acinetobacter baumannii. zur Verfügung
Mit der Genehmigung für eine Notfallbehandlung dank Professor Schooley hatte Steffanie eine fast unmögliche Aufgabe bewältigt. Stundenlange Recherchen, Gespräche mit Ärzten, Kontaktaufnahme mit Experten und die Zusammenarbeit mit Labors sowie ein Hauch von Hoffnung hatten Steffanie zu einem möglichen Heilmittel für Tom geführt.
Vom Abwasser zur Behandlung
Üblicherweise beinhaltet die Phagentherapie eine topische Behandlung, bei der die Bakteriophagen auf der Haut verteilt werden. Aber angesichts von Toms schlimmem Zustand hatte Schooley die Forschung genau untersucht und nach Gesprächen mit Experten empfohlen, die Phagen intravenös zu verabreichen. Zu dieser Zeit war in den USA noch nie eine IV-Phagentherapie versucht worden, und sie mussten die Dosierung für Tom erraten.
„Als wir die Phagen in Toms Blutkreislauf injizierten, wusste niemand wirklich, ob ihn das heilen oder töten würde. Wir wussten, dass er sowieso sterben würde, wenn wir nichts tun würden. Mir wurde gesagt, dass sie erwarteten, dass er innerhalb von ein paar Stunden sterben würde“, sagt Steffanie.
„Und doch, wissen Sie, drei Tage nachdem wir begonnen hatten, den Phagen in seinen Blutkreislauf zu injizieren, hob er seinen Kopf vom Kissen, öffnete die Augen und küsste die Hand seiner Tochter. Es war einfach fantastisch.“
Steffanie sagt, Tom habe sich unglaublich erholt und die Infektion in drei Monaten beseitigt. Er kann jeden Tag lange Spaziergänge machen. „Er bringt sogar jedes Mal den Müll raus, wenn ich ihn darum bitte“, sagt sie.
Als Steffanie 1986 Mikrobiologie lernte, hätte sie sich nie vorstellen können, dass ihre Vorlesungen über Bakteriophagen Jahre später eine solche Rolle in ihrem persönlichen Kampf spielen würden. Ihre Arbeit, Toms Leben zu retten, trug dazu bei, das Interesse und die Erforschung der Phagentherapie im Westen zu erneuern, die seitdem andere behandelt hat.
Professor Steffanie leitet nun auch ein Zentrum in San Diego, das sich auf die Entwicklung einer Phagentherapie für die Medizin konzentriert. Die Erforschung von Phagen und anderen therapeutischen Interventionen wird der Schlüssel zur Überwindung der Antibiotikaresistenzkrise sein.
Gemeinsam veröffentlichten die beiden 2019 ein Buch über ihre Erfahrungen und das Potenzial der Phagentherapie, The Perfect Predator . Nicht ganz das traumhafte Ende ihres Urlaubs in Ägypten, aber sicherlich eine Urlaubsgeschichte, die alle anderen übertrumpft.
Hören Sie zu, wie Steffanie die Geschichte im Science Focus Podcast: erzählt