Lexikon der Biologie: Antibiotika-Resistenz
Antibiotika-Resistenz w, Eigenschaft von Mikroorganismen und – gemäß der erweiterten Definition der Antibiotika – von Zellen, in Gegenwart von Antibiotika zu wachsen. Dabei können die Organismen bereits eine natürliche Unempfindlichkeit gegenüber einem Antibiotikum aufweisen, oder sie können die Resistenz im Verlauf des Wachstums (mikrobielles Wachstum) in Gegenwart von Antibiotika entwickelt haben ( vgl. Infobox ). Natürliche Resistenz beruht oft darauf, daß die Organismen die empfindlichen Strukturen nicht besitzen, oder daß zelluläre Barrieren die Antibiotika nicht an den Wirkort gelangen lassen. Der Erwerb von Resistenzen wurde bereits bald nach dem ersten Einsatz von Antibiotika beobachtet ( vgl. Abb. ). Inzwischen hat das Auftreten von Resistenzen – bedingt durch den gesteigerten Einsatz von Antibiotika – drastisch an Bedeutung gewonnen, und warnende Stimmen sprechen bereits von der "postantibiotischen Zeit". – Folgende vier Hauptursachen werden für die Entstehung einer Resistenz und ihre Ausbreitung unter dem Druck des Einsatzes von Antibiotika genannt: a) Übertragung bereits bekannter Resistenzen auf bis dahin sensitive Organismen, b) Auftreten bisher nicht bekannter Resistenzmechanismen, c) Erweiterung bisher bekannter Resistenzmechanismen durch Mutation in den entsprechenden Genen, d) Beteiligung von resistenten Bodenbakterien (Bodenorganismen) an opportunistischen Infektionen. Es kann angenommen werden, daß der Ursprung der Resistenz auf die Antibiotikaproduzenten zurückzuführen ist, die gegen die von ihnen gebildeten Antibiotika resistent sein müssen. – Genetische Grundlagen der Resistenz: Die Gene für eine Antibiotika-Resistenz können auf dem Chromosom (Bakterienchromosom) lokalisiert sein. Die meisten resistenten Bakterien, die bisher aus Patienten isoliert worden sind, enthielten jedoch Resistenzgene auf Resistenz(R)-Plasmiden (Resistenzfaktoren). Es ist bekannt, daß R-Plasmide bereits vor dem Einsatz von Antibiotika, d. h. ohne einen erkennbaren Selektionsdruck, aufgetreten sind. Mit Einschränkungen gilt, daß chromosomal codierte Resistenzen in erster Linie den Angriffsort in der Zelle verändern, während R-Plasmide eher Enzyme codieren, die zur Inaktivierung eines antimikrobiellen Agens führen. Häufig enthält ein R-Plasmid die Gene für das Auftreten von multiplen Resistenzen (Multidrug-Resistenz). Plasmide werden bevorzugt durch zelluläre Kontakte (Konjugation) von einer Donor- auf eine Rezipienten-Zelle übertragen. Eine solche Übertragung findet bevorzugt unter näheren Verwandten statt, sie ist aber auch von grampositiven auf gramnegative Organismen beobachtet worden. Die Übertragung von Resistenzgenen auf andere Organismen bewirkt notwendigerweise eine Resistenzausbreitung. Diese wird beim Wachstum in Gegenwart von Antibiotika gefördert, da nun derjenige Stamm einen Selektionsvorteil erhält, der ein entsprechendes Resistenzgen erworben hat.
Resistenzentwicklung ist praktisch unter allen Organismen bekannt, die der Bekämpfung mit Antibiotika ausgesetzt sind. Sie verläuft um so rascher, je rascher sich die Zielzellen oder Zielsysteme (Viren) vermehren. Resistenzentwicklung und -ausbreitung treten besonders dort auf, wo häufig Antibiotika eingesetzt werden, d. h. in Krankenhäusern (Hospitalismus) oder auch in der Veterinärmedizin. Die inzwischen bedrohliche Ausbreitung antibiotikaresistenter Keime ist in erster Linie auf den allzu freizügigen Einsatz von Antibiotika zur Prävention und Behandlung selbst harmloser Infektionskrankheiten sowie zur Anzucht (Ergotropika, Kokzidiostatika) von Masttieren (Massentierhaltung) zurückzuführen. Um solche Effekte zu vermeiden, werden bestimmte Antibiotika entweder ausschließlich in der Humanmedizin oder aber ausschließlich in der Tieraufzucht verwendet. Zwischenzeitlich hat sich aber gezeigt, daß Antibiotika nicht nur gegen sich selbst Resistenzen auszulösen vermögen, sondern auch gegen andere Vertreter der chemischen Gruppe, der sie angehören. So wurde 1996 in der Bundesrepublik Deutschland dem ergotropen Glykopeptid-Antibiotikum Avoparcin die Zulassung als Futterzusatz entzogen; denn es lagen Hinweise dafür vor, daß durch Avoparcin Resistenzen gegenüber dem Glykopeptid Vancomycin ausgelöst werden. Die Tragweite dieser Resistenz wird deutlich, wenn man berücksichtigt, daß Vancomycin ausschließlich in der Humanmedizin zur Behandlung von Infekten benötigt wird, die auf gängige Antibiotika nicht oder nicht mehr ansprechen. Im Gegensatz zu den USA bestehen in europäischen Ländern starke Tendenzen, die Tiermast weitestgehend frei von Antibiotikazusätzen zuhalten. Die Resistenzeigenschaften und die Empfindlichkeit der Keime gegen bestimmte Antibiotika werden im standardisierten Agardiffusionstest (Antibiogramm) und Reihenverdünnungstest (minimale Hemmstoffkonzentration) bestimmt. – Kontrolle der Resistenzausbreitung: Um die Ausbreitung von Resistenzen zu minimieren, werden folgende Maßnahmen vorgeschlagen: a) Intensivierung der hygienischen Maßnahmen (Hygiene) zur Einschränkung der Ausbreitung resistenter Formen, b) gezielter und damit sparsamer Einsatz von Antibiotika, c) Entwicklung von Antibiotika mit bisher nicht genutzten Wirkorten, d) Einsatz von Kombinationspräparaten, wobei eine der Komponenten der Inaktivierung des Resistenzfaktors dient. – Reversion der Resistenzausbreitung: Ähnlich wie die Ausbreitung von Resistenzen durch den massiven Einsatz von Antibiotika gefördert wird, ist es auch möglich, eine weitere Ausbreitung der Resistenz durch Änderungen in der Verwendung bestimmter Antibiotika einzudämmen. Es sind Fälle bekannt, in denen durch das Absetzen von Penicillin (Penicilline) zur Behandlung von Pneumokokkeninfekten die drohende Entwicklung komplett penicillinresistenter Bakterienpopulationen gestoppt und zumindest teilweise rückgängig gemacht werden konnte. ABC-Transporter.
J.O.
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