Bakterien gehören gemeinsam mit Viren zu den häufigsten Krankheitserregern. Dabei existiert eine grosse Bandbreite von Bakterien, welche verschiedene Krankheiten von unterschiedlichen Schweregraden hervorrufen können. Bakterien haben im Gegensatz zu Viren einen zellulären Aufbau. Bakterielle Zellen unterscheiden sich jedoch fundamental von Körperzellen. Sie haben keinen Zellkern und im Gegensatz zu Körperzellen nicht nur eine dünne Zellmembran, sondern eine dicke Zellwand. Weil Bakterien keinen Zellkern haben, liegt ihr genetisches Material frei im Zytoplasma vor. Oftmals bildet die DNA von Bakterien eine ringförmige Struktur, sogenannte Plasmide. Das ist ein weiterer wichtiger Unterschied, denn die DNA in Körperzellen liegt immer linear als Strang und nie zirkulär vor.
Die Genomgrösse von Bakterien umfasst ungefähr 0.1% der Genomgrösse des Menschen. Dabei haben Bakterien eine enorm hohe Generationsrate. Die Pathogenität – also die Fähigkeit, krankhafte Veränderungen in einem Organismus hervorzurufen – wird vor allem durch Toxine ausgelöst. Toxine sind vom Bakterium ausgeschiedene Moleküle, die zu Erkrankungen führen. Die verschiedenen Toxine wirken auf unterschiedliche zelluläre Zielstrukturen und rufen daher verschiedene Krankheiten hervor. Bakterien können einen ausgeklügelten Mechanismus anwenden, um sich dem Immunsystem zu entziehen. Oberflächenproteine können sich im Zuge der Immunevasion denjenigen des Wirts angleichen. Dies resultiert in einer verminderten Immunerkennung, weil dies Autoimmunität fördern würde. Die Bakterien bauen sich also gewissermassen einen tarnenden Umhang, indem sie sich gegenüber dem Immunsytem als körpereigen ausgeben. Dieser Mechanismus wird auch molekulares Mimikry genannt.
Bakterien bekämpfen
Schwere bakterielle Infektionen werden mit Antibiotika bekämpft. Die Antibiotika zielen meist gegen die Zellwandsynthese oder die Ribosomen, welche für die Translation verantwortlich sind. Heutzutage seltener werden Antibiotika eingesetzt, welche die Vermehrung der Erbgutinformation hemmen. Antibiotika haben nicht nur grosse Einsatzgebiete bei bakteriellen Infektionen zur therapeutischen Behandlung, sondern auch in der Prophylaxe bei Kontakt mit Infizierten. Zur Lebensmittelaufbereitung werden auch Antibiotika eingesetzt, insbesondere solche, welche kaum Resistenzen fördern.
Die Wirksamkeit von Antibiotika wird auf einer mit Bakterien besetzten Nährstoffplatte getestet. Auf diese Nährstoffplatte wird ein Antibiotikum gegeben und dann wird das bakterielle Wachstum in Anwesenheit des Antibiotikums geprüft. Das ergibt auf der Nährstoffplatte eine sogenannte Hemmzone. Je grösser die Hemmzone, desto empfindlicher reagiert das Bakterium auf das Antibiotikum. Denn wenn das Antibiotikum nicht nützen würde, gäbe es keine Hemmzone und die Bakterien würden sich bis zum Auftragungsort des Antibiotikums vermehren.
Antibiotikaresistenzen
Da Bakterien gegenüber Antibiotika resistent werden können, ist die laufende Entwicklung neuer Antibiotika essenziell. In den letzten 30 Jahren gab es jedoch keine nennenswerten neuartigen Antibiotika, sondern lediglich neue Varianten von bereits Bekannten. Das hängt traurigerweise damit zusammen, dass Antibiotika für die Pharmaindustrie vergleichsweise wenig rentabel sind. Diese verdienen an einer Patientin oder einem Patienten mit einer chronischen Erkrankung extrem viel mehr, als an einer Person, die auf Antibiotika angewiesen ist. Dies hängt mit der Therapiedauer zusammen. Personen mit beispielsweise Diabetes oder Bluthochdruck brauchen ihr Insulin respektive die Antihypertensiva für ihr restliches Leben, wohingegen eine Antibiotikagabe durchschnittlich 10 Tage dauert.
Hochrechnungen haben ergeben, dass dieses Problem global massive Auswirkungen haben wird. Zur Zeit sterben etwas mehr als eine Million Menschen pro Jahr an resistenten Keimen. Das WEF und die WHO schätzen die Zahl Verstorbener aufgrund von resistenten Bakterien auf 10 Millionen im Jahr 2050, wenn die Entwicklung von Antibiotika so langsam weitergeht. Das wäre eine Verzehnfachung der Todesfälle! Das kommt beim heutigen Wissensstand einer Tragödie gleich, weil die technischen Mittel vorhanden wären und lediglich mangelnde Profite die Entwicklung neuer Antibiotika hemmen.
Jil Toman
Student Humanmedizin
Medizinischer Content-Provider (MED4LIFE)