Behandlung von Harnwegsinfektionen – ganz ohne Antibiotika

Wirkstoff blockiert das Anheften der Erreger an Zellen von Darm- und Blasenwand und erschwert so wiederkehrende Infektionen
Bei einer Blaseninfektion heftet sich das E. coli-Bakterium (golden gefärbt) zunächst an der Blasenwand an und dringt dann in eine Zelle ein.
Bei einer Blaseninfektion heftet sich das E. coli-Bakterium (golden gefärbt) zunächst an der Blasenwand an und dringt dann in eine Zelle ein.
© Scott Hultgren and John Heuser
St. Louis (USA) - Die häufigsten Erreger von Harnwegsinfektionen sind bestimmte Stämme von E. coli-Bakterien, die aus dem Darm über den Harnleiter in die Blase gelangen. Nur weil die Bakterien in der Lage sind, sich mit haarförmigen Fortsätzen, sogenannten Pili, an der Darmwand anzuheften, kann sich im Darm ein dauerhaftes Erregerreservoir entwickeln – Ausgangspunkt für oft wiederkehrende Blaseninfektionen. Jetzt ist es amerikanischen Mikrobiologen in Versuchen mit Mäusen gelungen, das Anheften dieser Bakterien an die Darmzellen zu verhindern. Dazu verfütterten sie den Tieren eine Substanz, die die Haftstellen der bakteriellen Pili blockiert. Dadurch verringerte sich auch das Risiko wiederholter Harnwegsinfektionen, berichten die Forscher im Fachjournal „Nature“. Im Gegensatz zur sonst üblichen Antibiotikatherapie würde diese Behandlungsform weder die normale Darmflora schädigen noch die Entwicklung resistenter Keime fördern.

„Dieser Wirkstoff könnte es ermöglichen, Harnwegsinfektionen zu behandeln, ohne Antibiotika einzusetzen“, sagt Scott Hultgren von der Washington University in St. Louis, der Leiter der Arbeitsgruppe. Die Forscher gingen zunächst der Frage nach, welche der verschiedenen Typen von Pili E. coli-Bakterien benötigen, um sich an die Darmwand anzuheften. Daher erzeugten sie Mutanten uropathogener Stämme von E. coli (UPEC), denen jeweils ein Pilustyp fehlte, und prüften mit Mäusen, ob dadurch die Besiedlung des Darms beeinträchtigt wurde. Einer der beiden identifizierten Pili trug eine Bindungsstelle für den Zucker Mannose. Dieser Zucker ist Bestandteil von Oberflächenstrukturen der Darmzellen – und von Zellen der Blasenwand. UPEC-Bakterien, denen dieser Pilustyp fehlte, konnten weder den Darm besiedeln noch die Blase infizieren.

Dann suchten die Forscher nach einer Substanz, die sich an die Mannose-Bindungsstelle von E. coli-Pili anlagerte, so dass die Pili ihre Andockfunktion verloren. Eine solche Verbindung, das Mannosid M4284, hatte eine vielfach höhere Affinität zur Mannose-Bindungsstelle als die natürlichen Andockstellen. Hatten Mäuse diesen Wirkstoff mit dem Futter aufgenommen, verringerte das eine Darmbesiedlung der UPEC-Bakterien stark. Gleichzeitig waren die Tiere auch widerstandfähiger gegen eine Blaseninfektion. Zum einen, weil das Erregerreservoir im Darm geringer geworden war. Zum anderen, weil das Mannosid mit dem Blutstrom in die Blase gelangt sein könnte und auch dort ein Anheften der Bakterien verhindert hat.

Eine Analyse der Darmflora vor und nach der Mannosid-Behandlung lieferte keine Hinweise auf größere Veränderungen des normalen Keimspektrums. „Wir haben eine Therapie entwickelt, die wie ein molekulares Skalpell funktioniert“, sagt Erstautorin Caitlin Spaulding. „Es schneidet nur die Bakterien heraus, die man loswerden will, ohne die übrigen Populationen von Darmkeimen zu schädigen.“ Klinische Studien müssen nun zeigen, ob das „Skalpell“ auch beim Menschen mit derselben Präzision und Wirkung eingesetzt werden kann. In diesem Fall könnte die neue Behandlungsform eine mit weniger Nebenwirkungen verbundene Alternative zur antibiotischen Therapie sein. Denn Antibiotika töten auch normale Darmbakterien ab und fördern bei wiederholtem Einsatz die Entwicklung resistenter Erreger.

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