Forschende Ärzte: Bakterien auf der Spur

Einer diese Wege kann eine optimierte Diagnostik sein. Häußlers ärztliche Tätigkeit hat zwar weniger mit kurativen Therapien zu tun, dafür umso mehr mit der Bereitstellung einer aussagekräftigen Diagnostik. „Die ist für die Wahl der richtigen Therapie in der Klinik entscheidend und kann darüber hinaus einen wichtigen Beitrag zur Verhinderung von Krankenhausinfektionen leisten“, betont sie. Deshalb geht Häußler der Frage nach, wie sich Resistenzen gegen Antibiotika am schnellsten und genauesten aufspüren lassen. „Bislang sind wir bei Resistenztests auf Kulturen angewiesen“, erklärt die Forscherin. Diese seien jedoch sehr zeitaufwendig. Oft erhalte man Ergebnisse erst nach Tagen, sodass im klinischen Alltag zwischenzeitlich häufig schon unspezifisch mit einem Breitbandantibiotikum behandelt werde. „Die Zukunft gehört der kulturunabhängigen molekularen Diagnostik“, ist Häußler überzeugt. „Wenn wir die Biomarker für eine Antibiotikaresistenz schnell identifizieren können, lässt sich auch eine zeitnahe, zielgerichtete Therapie einleiten.“

Konkret analysiert Häußler die genetische Ausstattung von Pseudomonas aeruginosa. Ihr Ziel ist es unter anderem, die Biofilm-assoziierte Wachstumsform der Bakterien zuverlässig zu identifizieren und deren Schwachstellen für eine wirkungsvollere Therapie zu nutzen. Dazu studiert sie intensiv die Erbinformation der Bakterien und deren Einfluss auf das bakterielle Verhalten. Mit sogenannten „Omics-Techniken“ – Hochdurchsatz-Verfahren zur Analyse der Biomoleküle in der Zelle – wollen sie und ihr Team jetzt herausfinden, welche Genvariationen die Biofilmbildung und die Widerstandsfähigkeit der Bakterien beeinflussen. Dabei kommen neueste Techniken der Datenerhebung und -auswertung zum Einsatz. „Wir haben eine große Menge genomischer Daten von einer Vielzahl von klinischen Stämmen gesammelt“, sagt Häußler. „Jetzt wollen wir die Genome lesen – das System verstehen, um das Verhalten der Bakterien vorhersagen zu können.“ Auf der Basis dieses Wissens sollen dann unter anderem Tests entwickelt werden, um Biofilm-assoziiertes Wachstum von Pseudomonas sicher zu erkennen. „Dadurch können wir langfristig effektivere und individuell auf den Patienten zugeschnittene Therapien entwickeln“, erläutert die Ärztin.

Begleitet man Häußler über das HZI-Gelände, kann man noch andere Forschungsansätze im Kampf gegen Infektionen entdecken. Genau genommen ungehobene Schätze: In den Kellern der Forschungsgebäude wachsen Millionen Pilze auf Nährböden hinter Glas – fein säuberlich beschriftet. „Pilze sind eine schier unerschöpfliche Quelle für neue Wirkstoffe, insbesondere für Antibiotika“, erklärt Häußlers Kollege Prof. Dr. rer. nat. Marc Stadler. Der Biologe leitet am HZI die Arbeitsgruppe „Mikrobielle Wirkstoffe“, die neue Wirkstoffe aus der Natur, speziell aus Pilzen, erforscht. „Es gibt eine große Vielfalt an Bodenpilzen, die zugänglich gemacht werden müssten. Wir haben bereits einige neue Arten entdeckt, die zum Teil noch unbekannte Sekundärstoffe bilden.“ Auch im Boden lebende Myxobakterien seien bekannte, aber wenig untersuchte Produzenten von Sekundärmetaboliten.

Es reicht aber nicht aus, potenzielle Wirkstoffkandidaten zu identifizieren. Man benötigt die Wirkstoffe auch in ausreichender Menge und Qualität. Dazu müssen sie biotechnologisch oder chemisch aufgearbeitet und in großen Mengen bereitgestellt werden. Auch diese „Produktion“ ist in Braunschweig möglich. Hier befinden sich Bioreaktoren in verschiedenen Größen sowie verwirrend anmutende Röhrensysteme. Mit ihnen können neue Wirkstoffkandidaten in größeren Mengen isoliert, weiterentwickelt und später auf einen größeren Maßstab übertragen werden.

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