«Bakterien von der Prothese fernhalten»

Am 24. September erhält die Basler Ärztin Prof. Dr. med. Nina Khanna Gremmelmaier den Wissenschaftspreis der Stadt Basel. Im Interview spricht die Infektiologin über ihre Suche nach einem neuen Weg zur Eindämmung von Antibiotika-Resistenzen.

Frau Prof. Khanna Gremmelmaier, immer wieder hören wir von Krankheitskeimen, gegen die Antibiotika machtlos sind. Müssen wir uns wegen dieser Antibiotika-Resistenzen Sorgen machen?

Nina Khanna Gremmelmaier: Wenn Sie mit einer Infektion zum Arzt gehen, können Sie auch in Zukunft davon ausgehen, dass Sie ein wirksames Antibiotikum verschrieben bekommen. Sie müssen aber damit rechnen, dass Sie auf das erste Antibiotikum vielleicht nicht ansprechen, weil die bakteriellen Erreger der abtötenden Wirkung dieses Stoffs widerstehen, die Bakterien also resistent sind. In diesem Fall werden Sie ein anderes Antibiotikum bekommen, das in aller Regel hilft.

Aber es gibt Personen, die wegen dieser Resistenzen nicht mehr angemessen behandelt werden können?

Das grösste Problem besteht bei Patienten, die aus anderen Ländern – insbesondere Indien und Südostasien, aber auch Griechenland oder Italien – zu uns ins Spital kommen. Wenn die Leute in den Herkunftsländern eine gewisse Zeit hospitalisiert waren, besteht das Risiko, dass sie multiresistente Keime auf oder in sich tragen, etwa auf der Haut oder im Urin. Diese bakteriellen Keime, die allen verfügbaren Antibiotika widerstehen, können dann zu einer Infektion im Blut führen, die man nicht mehr wirksam behandeln kann. Gram-negative Keime aus dem Bereich der Darmbakterien stellen momentan ein grosses Problem dar, weil sie schwerwiegende Infekte hervorrufen können.

Was macht die gram-negativen Keime so gefährlich?

Ein wichtiger Grund ist, dass diese Bakterien ihre Resistenz über ein Plasmid – eine Art Erbsubstanz – auf andere Bakterien übertragen können. Die Resistenz ist hier also ein genetischer Bauplan, der an andere Bakterien weitergegeben werden kann. Eines dieser berüchtigten Resistenzgene heisst Neu-Delhi-Metallo-BetaLaktamase (NDM-1). Sie dürfen nicht vergessen: Mit einem Antibiotikum töten sie die Antibiotika-sensiblen Bakterien ab; was übrig bleibt sind die resistenten Bakterien – sie haben von nun an gewissermassen das Sagen.

Was tut man, wenn alle Antibiotika versagen?

Wir haben ein ganzes Arsenal an Antibiotika. Wenn keines mehr von ihnen wirkt, hilft nur noch die chirurgische Entfernung der infizierten Quelle.

Wie oft kommt es vor, dass Patienten wegen multiresistenter Keime nicht mehr wirksam mit Antibiotika behandelt werden können?

Bei uns in Basel kommt das sehr, sehr selten vor. In anderen Ländern sieht das anders aus. In einer Studie, welche dieses Jahr veröffentlicht wurde, wurde geschätzt, dass im Jahr 2015 33’000 Menschen in Europa an Antibiotika-resistenten Bakterien starben.

Sie erhalten in diesem Jahr den Wissenschaftspreis der Stadt Basel für ihre Forschung zu Antibiotika-Resistenzen. Sie wollen diese Resistenzen mit künstlich hergestellten Designerzellen ausmerzen. Wie soll das gelingen?

Wir suchen einen neuen Weg zur Behandlung multiresistenter Bakterien. Dafür wollen wir Designerzellen nutzen, die die Fähigkeit haben, antibiotische Stoffe zu produzieren und im Körper des Patienten abzugeben. Diese Designerzellen werden über mikroskopisch kleine Kapseln, die über eine durchlässige Membran verfügen, in den Körper gebracht, und zwar genau an die Stelle, wo die krankhaften Bakterien sich befinden. Dort schüttet die Designerzelle den antibakteriellen Stoff allerdings nur aus, wenn ein bestimmtes Bakterium tatsächlich vorhanden ist. Das Konzept der Designerzellen stammt von ETH-Professor Martin Fussenegger. Wir hatten die Idee, sie im Bereich der Protheseninfekte anzuwenden.

Sie würden die Designerzellen schon verabreichen, bevor die Bakterien überhaupt im Körper sind?

Wir könnten die antibiotisch wirkenden Zellen verabreichen, wenn die Bakterien schon da sind – oder aber prophylaktisch. Noch ist es aber nicht soweit, denn bisher haben wir für Designerzellen erst den ‹proof of concept› erbracht, also den Nachweis, dass die Sache grundsätzlich funktionieren könnte. Wir haben das Konzept erfolgreich an der Maus getestet. Die Abtötung der Bakterien gelang über einen synthetischen Beschleuniger, der die Freisetzung eines bakteriolytischen Enzyms, in diesem Fall Lysostaphin, reguliert. Bis zur Anwendung beim Menschen ist allerdings noch ein weiter Weg.

Welche Anwendungsfälle haben Sie vor Augen?

Wir haben unsere Arbeit auf Infekte fokussiert, die durch Fremdkörper hervorgerufen werden, beispielsweise eine bakterielle Infektion nach der Einsetzung eines künstlichen Hüftgelenks. In diesem Fall will man vermeiden, dass sich auf der Prothese Bakterien absiedeln, woraus sich schwere Infekte entwickeln können. Platziert man im Körper dieser Patienten anlässlich der Operation geeignete Designerzellen, könnte man sicherstellen, dass Bakterien umgehend bekämpft werden, sofern sie die Prothese besiedeln.

Welches ist der nächste Schritt, um diese neue Art der antibiotischen Behandlung dereinst in die klinische Anwendung zu bringen?

Ein wichtiger Zwischenschritt ist eine Langzeitstudie, die zeigt, dass diese Designerzellen für den Körper der Patienten unbedenklich sind.