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Resistenzen gegen Antibiotika, Teil 2: Die Entdeckung

Bakterielle Infektionen können wir heute erfolgreich mit Antibiotika behandeln. Doch immer öfter wirken diese wertvollen Medikamente nicht mehr. Wie das passiert und wie dies uns alle betrifft, zeigen wir in dieser Artikelserie.

Ian Fleming, Entdecker des Penicillins. Bildquelle: Universal History Archive / Getty Images
Ian Fleming, Entdecker des Penicillins. Bildquelle: Universal History Archive / Getty Images

Die Anfänge

Antibiotikum (in der Mehrzahl Antibiotika) kann aus dem Griechischen grob als etwas, was gegen Leben wirkt, übersetzt werden. Im medizinischen Sinne bezeichnen wir Antibiotika als Medikamente, die gezielt gegen Bakterien wirken.

 

Schon bereits vor der Verwendung synthetischer Antibiotika nutzten Menschen pflanzliche Mittel, um sich vor Bakterien zu wehren. So haben Gewürze wie Meerrettich, Zwiebeln oder Knoblauch eine nachgewiesene antibakterielle Wirkung. Obwohl die Menschen lange Zeit nichts von Bakterien wussten, merkten sie, dass diese Lebensmittel gegen Beschwerden halfen oder verderbliche Speisen wie Fleisch bekömmlicher machten.

 

Auch Heilpflanzen wie die Kapuzinerkresse standen zur Behandlung gewisser Krankheiten zur Verfügung, die wir heute als bakterielle Infektionen kennen. 

Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus). Aus dem Kraut können Tinkturen hergestellt werden, die mild antibiotisch wirken. Bildquelle: Adobe Stock
Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus). Aus dem Kraut können Tinkturen hergestellt werden, die mild antibiotisch wirken. Bildquelle: Adobe Stock

Die ersten synthetischen Antibiotika

Die Entdeckung in den 1880-er Jahren, dass Bakterien gewisse Krankheiten verursachen, eröffnete der Forschung ganz neue Möglichkeiten. Der deutsche Chemiker Paul Ehrlich suchte nach Stoffen, welche gegen die Bakterien, nicht aber gegen den menschlichen Körper agieren.

 

Dieses Prinzip der gezielten Wirkung verglich er mit der "Zauberkugel" aus der Oper "Der Freischütz", welche immer ihr Ziel findet. Es bleibt bis heute das Grundprinzip der Medikamentenforschung.

 

Im Labor stellte er etwa 600 unterschiedliche chemische Verbindungen her, welche er auf ihre Wirkung gegen Syphilis testete, indem er kranke Tiere und später auch Menschen behandelte.

 

Eine Arsen-haltige Verbindung namens Salvarsan erwies sich als wirksam und kam 1910 als eines der ersten Antibiotika als industrielles Produkt auf den Markt. Da es vor dem Spritzen mit Natronlauge gemischt werden musste, hatte es aber auch starke Nebenwirkungen.

 

Eine Weiterentwicklung von Salvarsan, nämlich Suramin, wird auch heute noch gegen die Schlafkrankheit eingesetzt.

Der Durchbruch mit Penicillin

Petrischale zur Züchtung von Bakterien. Der in der Mitte wachsende Schimmelpilz hemmt das Wachstum der Bakterienkolonien (weisse Pünktchen) im Umkreis. Bildquelle:  Tom Volk - University of Wisconsin, La Crosse
Petrischale zur Züchtung von Bakterien. Der in der Mitte wachsende Schimmelpilz hemmt das Wachstum der Bakterienkolonien (weisse Pünktchen) im Umkreis. Bildquelle: Tom Volk - University of Wisconsin, La Crosse

Die Geschichte ist bekannt: Der Biologe Ian Fleming liess eine Zuchtschale mit Bakterien liegen, sodass sich Schimmel entwickelte. Beim Betrachten der schimmligen Schale bemerkte er, dass in der Nähe des Schimmels keine Bakterien mehr wuchsen.

 

Nach weiterer Forschung isolierte er den Stoff, der diese Bakterienhemmung verursachte und nannte ihn "Penicillin" (nach der Schimmel-Gattung Penicillus). Bald konnte der Wirkstoff in Massenproduktion hergestellt werden. Am wichtigsten war in dieser Zeit der Einsatz im Krieg. So dürfte das Antibiotikum einer der Gründe dafür gewesen sein, dass Nazi-Deutschland geschlagen wurde.

 

Nach dem zweiten Weltkrieg gingen die Entdeckungen weiter. Es wurden noch mehr Mikroorganismen entdeckt, welche antibiotische Stoffe herstellen. Somit konnten neue Wirkstoffe isoliert und chemisch verändert werden.

Grosses Arsenal an Medikamenten

Heute gibt es dutzende von Wirkstoffen, die als Antibiotika eingesetzt werden. Sie werden grob in sieben Klassen eingeteilt. Einige werden nur für den Landwirtschaftsbereich eingesetzt.

 

Ihre Wirkung wird unterteilt in eine bakterienhemmende Wirkung ("bakteriostatisch"), bei welcher Bakterien sich nicht mehr vermehren können. Andere wirken direkt abtötend auf Bakterien ("bakterizid").

 

Nicht jedes Antibiotikum kann gegen jedes Bakterium eingesetzt werden. Da diese sich in ihrem Aufbau unterscheiden, muss das Antibiotikum richtig ausgewählt werden. Im Alltag werden bestimmte Infektionen aber in der Regel von den gleichen Bakterienstämmen verursacht.

 

Eine Blasenentzündung zum Beispiel wird normalerweise durch das Bakterium Escherichia coli erzeugt. Daher werden je nach Krankheitsbild standardmässig die gleichen Antibiotika verschrieben. In komplizierteren Fällen hingegen werden die Erreger genauer analysiert und danach das passende Mittel ausgewählt.

 

Jedoch stellte sich bald das Problem, dass Antibiotika nicht mehr wie erwartet wirkten. Wie und warum Bakterien resistent gegen Antibiotika werden, lesen Sie in Teil 3.

Autor

Florian Sarkar, eidg. dipl. Apotheker

 

Quellen:

Axel Helmstädter: 100 Jahre Salvarsan - Chemisch auf Erreger zielen. Pharmazeutische Zeitung, Ausgabe 51/52/2010

 

www.compendium.ch