Zucker tötet schlafende Keime

Chronische Infektionen werden oft durch Bakterien verursacht, die in der Lage sind, ruhende Keime auszubilden. Diese als „Persister“ bezeichneten Bakterienzellen haben ihren Stoffwechsel auf ein Minimum heruntergefahren. Sie befinden sich in einem Zustand, in dem sie sich weder teilen noch vermehren. In dieser „schlafenden Phase“ geht die Wirkung der meisten Antibiotika spurlos an ihnen vorüber, da die Wirkstoffe aktiv in die Zellen aufgenommen werden und in den laufenden Zellzyklus eingreifen. So sorgen einige Antibiotika dafür, dass die Zellwand mit Poren durchsetzt wird oder die DNA-Stränge nach der Replikation nicht wieder in den Zellkern aufgewickelt werden können und so die Zelle platzt. Diese Vorgänge sind nur möglich, wenn sich die Zelle aktiv teilt oder eine neue Zellwand ausbilden muss.

Um die schlafenden Zellen zu aktivieren, versetzten amerikanische Forscher des Howard Hughes Medical Institute der Universität Boston Persister einer E. coli-Kolonie mit einem gängigen Aminoglykosid, dem Gentamycin. Aminoglykoside wirken bakterizid, indem sie die 30S-Untereinheit der bakteriellen Ribosomen besetzen und somit die Proteinbiosynthese blockieren. Bei alleiniger Gabe von Gentamycin wurde keine der vorhandenen Erregerzellen abgetötet. Gab das Team um Kyle Allsion zusätzlich Glucose oder Fructose hinzu, konnten fast alle Persister eliminiert werden.

Die Kombination aus Zucker und Antibiotikum war sogar in der Lage gram positive Keime, wie Staphylococcus aureus, die zusätzlich einen schützenden Biofilm ausbilden, und einige Anaerober zu eliminieren. Durch die Aktivierung des Stoffwechsels und die damit verbundene Aufnahme der antibakteriellen Wirkstoffe könnte laut Studienautoren eine Verbesserung der Behandlung chronischer Infektionen, wie die beispielsweise bei der Tuberkulose abläuft, erzielt werden.

Quelle: Kyle Allison et al.: Nature 2011l; 473: 216