13. April 2022 – Forscher der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology haben eine Art von Bakterien geschaffen, die Menschen möglicherweise vor den schädlichen Nebenwirkungen von Antibiotika schützen könnten, so a neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Biomedizinische Technik.
Obwohl Antibiotika nach wie vor ein wichtiges Mittel zur Bekämpfung bakterieller Infektionen sind, können sie auch hilfreiche Darmbakterien auslöschen, was zu Durchfall, Entzündungen oder schweren Infektionen wie z Clostridioides difficile. Der weit verbreitete Einsatz von Antibiotika hat auch zur weltweiten Verbreitung resistenter Mikroben beigetragen. Einige Ärzte haben Probiotika verschrieben, um zu helfen, obwohl Antibiotika auch Probiotika beeinflussen können.
„Im Laufe Ihres Lebens versammeln sich diese Darmmikroben zu einer äußerst vielfältigen Gemeinschaft, die wichtige Funktionen in Ihrem Körper erfüllt“, Andrés Cubillos-Ruiz, PhD, Hauptautor der Studie und Forschungswissenschaftler am Synthetic Biology Center des MIT und am Wyss Institute for Biologically Inspired in Harvard Technik, sagte in einer Stellungnahme.
„Das Problem tritt auf, wenn Eingriffe wie Medikamente oder bestimmte Arten von Diäten die Zusammensetzung der Mikrobiota beeinflussen und einen veränderten Zustand erzeugen, der als Dysbiose bezeichnet wird“, sagte er. „Einige mikrobielle Gruppen verschwinden, und die Stoffwechselaktivität anderer nimmt zu. Dieses Ungleichgewicht kann zu verschiedenen Gesundheitsproblemen führen.“
Mit einem „lebenden Biotherapeutikum“ – oder einem gentechnisch veränderten Bakterienstamm – glauben Cubillos-Ruiz und Kollegen, dass sie eine andere Lösung haben könnten. Sie modifizierten einen Stamm von Lactococcus lactis, das für den Menschen unbedenklich ist und häufig in der Käseherstellung verwendet wird, um ein Enzym abzugeben, das Beta-Lactam-Antibiotika abbauen kann. Viele der am häufigsten verschriebenen Antibiotika in den USA, darunter Penicillin, Ampicillin und Amoxicillin, fallen in diese Kategorie.
Durch Gen-Editierung veränderten die Forscher, wie der Stamm das Enzym synthetisiert, um zu verhindern, dass es diese Fähigkeit auf andere Bakterien überträgt. Mit anderen Worten, die Behandlung reduziert die schädlichen Wirkungen von Antibiotika, lässt sie aber dennoch gegen Infektionen wirken.
In einer Studie mit Mäusen stellten die Forscher fest, dass die veränderten Bakterien den durch Ampicillin verursachten Schaden „signifikant“ reduzierten und sich die Darmmikroben nach 3 Tagen erholten. Der Stamm machte es auch weniger wahrscheinlich, dass Gene für antimikrobielle Resistenz im Darmmikrobiom vorhanden sind, und verhinderte den Verlust von Mikroben, die dagegen ankämpfen C. difficile. Im Gegensatz dazu hatten Mäuse, die nur das Antibiotikum erhielten, einen viel größeren Verlust an Darmmikroben und einen hohen Gehalt an C. difficile im Darm.
Das Forschungsteam arbeitet nun an einer Version der Behandlung, die an Menschen getestet werden könnte, die aufgrund von Antibiotika einem hohen Risiko ausgesetzt sind, an Erkrankungen durch Darmdysbiose zu erkranken. Schließlich hoffen sie, eine Behandlung für jeden zu haben, der Antibiotika gegen bakterielle Infektionen einnehmen muss.
„Wir konzentrieren uns jetzt darauf, diese lebenden Therapien den Patienten zur Verfügung zu stellen, und schließen das Design einer effektiven, kurzen und kostengünstigen klinischen Studie ab“, sagte Cubillos-Ruiz.