Gefährliche Mikroben: In einem schlechten Film

Wenn sich ansonsten harmlose Bakterien auf unserem Körper zusammentun, kann es gefährlich werden. Denn unter Umständen bilden die Mikroben mehrschichtige Beläge. Damit machen sie sich durch eine glitschige Schleimschicht unangreifbar und tauschen sich mit chemischer Kommunikation darüber aus, wie viele sie eigentlich sind und ob eine Invasion gute Erfolgschancen hätte. Beim Kongress der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin in Wiesbaden berichtete Wilma Ziebuhr, Infektionsbiologin an der Universität Würzburg, darüber, wie durch solche „Biofilme“ aus den Nützlingen Schädlinge werden.

„Wir mussten in den vergangenen Jahren lernen, dass das meiste bakterielle Leben auf der Erde in solchen Biofilmen organisiert ist“, berichtete Ziebuhr. In einem solchen Verbund können auch eigentlich harmlose Bakterien, die sich auf jeder gesunden Haut tummeln, zu lebensgefährlichen Krankheitserregern werden.

Ziebuhr beschäftigt sich mit dem Hautbakterium Staphylococcus epidermidis. Vor allem bei Patienten, die wegen einer anderen Krankheit schon geschwächt sind, kann es Infektionen hervorrufen, wenn es auf dem Weg über einen Katheter in den Körper gelangt. Das kann bis zur Blutvergiftung führen, der gefürchteten Sepsis. Auf Kunststoffmaterialien bilden sich Biofilme besonders gern.

Die Forscher haben jedoch festgestellt, dass das nicht jeder Linie aus der Staphylococcus-epidermidis-Familie gelingt. „Nur eine von ihnen löst weltweit in allen Krankenhäusern die gefürchteten Infektionen aus“, berichtete Ziebuhr. Und genau diese Linie schafft es spielend, auf dem körperfremden Material des Katheters Biofilme auszubilden. Zudem verfügen Bakterien dieser Linie über ein extrem anpassungsfähiges Erbgut, das besonders flexibel reagieren kann. Und sie bilden Resistenzen gegen eine ganze Reihe von Antibiotika.

Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass das Bakterium sich im Verlauf der Erkrankung durch die Bildung spezieller Anheftungsmoleküle namens Pia (für Polysaccharide Intercellular Adhesin) zum Überleben im Körper des menschlichen Wirtes fit macht. „Die Pia-Produktion schützt die Bakterien vor dem angeborenen Immunsystem“, erläuterte Ziebuhr. Dass aus einem harmlosen Hautkeim ein lebensgefährlicher Erreger wird, der im Körperinneren sein Unwesen treibt, wird in diesem Fall durch den Plastikkatheter als Zugang erst möglich. Muss dauerhaft ein solcher Zugang zum Gefäßsystem eines schwer kranken Patienten gelegt werden, so kommt es heute in etwa 30 Prozent aller Fälle zu einer bakteriellen Infektion. Seltener können auch Implantate wie künstliche Hüft- oder Kniegelenke, künstliche Herzklappen oder Sonden von Herzschrittmachern zum „Aufhänger“ für Biofilme werden.

Antibiotika, mit denen den Bakterien ganz der Garaus gemacht werden soll, sind gegen die Verbund-Beläge oft machtlos. Die neue Idee: Statt zu versuchen, die Mikroben zu töten, könnte man ihnen auch gezielt die schlechten Eigenschaften austreiben. „Wir würden es gern schaffen, in die Anfänge einzugreifen und die Bildung von Biofilmen zu hemmen“, berichtete Ziebuhr. Als „Pathoblocker“ bezeichnen Infektionsbiologen die Substanzen, die sie sich im Kampf gegen die findigen Bakterien wünschen.

Das dafür nötige Wissen über Bakterien-Genome, auf Befehl der Gene gebildete Eiweiße und deren Stoffwechsel ist deutlich gewachsen, seit im Jahr 1995 erstmals über die Entzifferung eines Bakterien-Genoms berichtet werden konnte. Die Buchstabenfolge des Haemophilus-influenzae-Genoms zu entschlüsseln, war damals noch eine Haupt- und Staatsaktion. Heute kann das komplette Genom eines Bakteriums in knapp einer Woche sequenziert werden. In den nächsten Jahren werde das noch schneller gehen und weniger als 50 Euro kosten, prognostizierte Ziebuhr.

Auch wenn der Mensch ihren Strategien nach und nach auf die Schliche kommt, bleiben Bakterien wie die biofilmebildende Variante des Staphylococcus epidermidis immens gefährlich. Ärzten und Pflegekräften in den Krankenhäusern legte die Infektionsbiologin Ziebuhr deshalb ans Herz, beim Einbringen von Fremdkörpern penibel auf Hygiene zu achten. „Die guten alten Rezepte von Robert Koch sind immer noch die besten.“