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Augensalbe aus dem Mittelalter tötet multiresistente Keime
Altes Rezept, moderner Effekt: Eine rekonstruierte Augensalbe aus dem 10. Jahrhundert greift krankmachende Bakterien gleichzeitig an mehreren Stellen an. In Laborversuchen passten sich Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii und Pseudomonas aeruginosa unter der Mischung deutlich langsamer an steigende Konzentrationen an als unter Vergleichsantibiotika. Für eine Behandlung ist das historische Gemisch dennoch nicht gedacht.
Coventry (England). Resistente Krankheitserreger können sich an einzelne Antibiotika anpassen, wenn Mutationen oder andere Veränderungen einen bestimmten Angriffspunkt entschärfen. Eine Mischung aus mehreren Wirkstoffen könnte diese Anpassung erschweren, wenn sie Bakterien gleichzeitig an verschiedenen Stellen trifft. Genau dieses Prinzip steckt offenbar hinter einer rekonstruierten Augensalbe aus dem frühen Mittelalter.
Das Rezept stammt aus dem medizinischen Sammelwerk „Bald’s Leechbook“ und wurde für moderne Labortests mit Knoblauch, Zwiebel, Wein und Rindergalle nachgebildet. Frühere Versuche mit dieser Rezeptur hatten bereits gezeigt, dass die Mischung auch hartnäckige bakterielle Biofilme angreifen kann. Unklar war jedoch, welche Prozesse in den Keimen getroffen werden und wie leicht sie sich unter anhaltendem Selektionsdruck anpassen.
Forscher der University of Warwick um Freya Harrison haben nun die Wirkung der Augensalbe auf verschiedene Stämme von Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii und Pseudomonas aeruginosa untersucht, darunter auch antibiotikaresistente Varianten. Zunächst bestimmten sie die minimale Konzentration, bei der kein sichtbares Bakterienwachstum mehr auftrat. Bei fünf der sechs getesteten Stämme reichten dafür 1,56 bis 6,25 Prozent der flüssigen Mischung aus. Nur der Laborstamm Pseudomonas aeruginosa PA14 benötigte 25 Prozent.
Mehrere Tests zeigten, dass die Rezeptur die Membranen der Bakterien stört. Bei Staphylococcus aureus und Acinetobacter baumannii veränderte sich das elektrische Membranpotenzial, außerdem wurden die Zellhüllen durchlässiger. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigten bei Acinetobacter baumannii zudem deutliche Verformungen der äußeren Membran.
Auch im Inneren der Zellen hinterließ die Behandlung Spuren. Nach zwei Stunden fanden die Forscher bei Staphylococcus aureus 715 Gene mit deutlich veränderter Aktivität, bei Acinetobacter baumannii waren es 164. Herunterreguliert wurden unter anderem Gene für Anheftungsproteine, Virulenzfaktoren und bestimmte Effluxpumpen, mit denen Bakterien schädliche Stoffe aus der Zelle befördern können. Bei Staphylococcus aureus traf die Mischung zusätzlich die Neubildung von DNA- und RNA-Bausteinen.
Selbst die Kommunikation der Keime wurde beeinflusst. Niedrige, nicht wachstumshemmende Konzentrationen schwächten bei Staphylococcus aureus das Agr-System, mit dem die Bakterien ihre Genaktivität abhängig von der Zelldichte koordinieren. Für das entsprechende Las-System von Pseudomonas aeruginosa fanden die Forscher diesen Effekt dagegen nicht. Der Mehrfachangriff ist damit nicht bei allen Bakterien identisch.
Entscheidend war deshalb ein zweiter Versuch: Drei unabhängige Populationen jeder Bakterienart wurden 14 Tage lang schrittweise steigenden Konzentrationen der Augensalbe oder eines Vergleichsantibiotikums ausgesetzt. Als Maßstab diente jeweils die ursprüngliche minimale Hemmkonzentration, also die Dosis, bei der das Wachstum zu Beginn gestoppt worden war.
Am Ende konnten die mit Antibiotika behandelten Populationen je nach Keim und Wirkstoff noch bei Konzentrationen vom Zwei- bis zum 256-Fachen dieses Ausgangswerts wachsen. Unter der Augensalbe lag die höchste Wachstumskonzentration dagegen beim 0,5- bis Vierfachen. Besonders deutlich war der Unterschied bei Pseudomonas aeruginosa: Unter Meropenem erreichten die Kulturen das 256-Fache des Ausgangswerts, unter beiden getesteten Augensalben-Chargen blieben sie beim 0,5-Fachen.
Das spricht für eine deutlich langsamere Resistenzentwicklung im kurzen Laborvers