Schmerzen beim Wasserlassen, häufiger Harndrang oder Blut im Urin – etwa jede zweite Frau ist im Lauf ihres Lebens mindestens einmal von einer Blasenentzündung betroffen, so manche leidet sogar unter wiederkehrenden Infektionen. Meist hilft nur ein Antibiotikum, und zwar eins, das gegen viele unterschiedliche Erreger wirkt. Denn oft fehlt die Zeit für eine genaue Diagnostik. Der intensive Einsatz solcher breit wirksamen Medikamente hat zuletzt jedoch dazu geführt, dass Bakterien zunehmend immun gegen gängige Wirkstoffe werden. Die Folge: Es entstehen multiresistente Keime, gegen die Medizinerinnen und Mediziner nahezu machtlos sind. Auf Hochtouren suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt daher nach Alternativen zu herkömmlichen Antibiotika.

Eine Forschungsgruppe der ETH Zürich hat nun in Zusammenarbeit mit der Universitätsklinik Balgrist einen Erreger-Schnelltest für Harnwegsinfektionen entwickelt, der auf Bakteriophagen basiert. Das sind Viren, die extrem gezielt und ausschließlich Bakterien befallen. Zudem haben die Wissenschaftler die Phagen genetisch so modifiziert, dass sie die krank machenden Bakterien effizient zerstören. Die Gruppe berichtet darüber in zwei Artikeln im Fachjournal »Nature Communications«. Zunächst handelt es sich allerdings in beiden Fällen nur um einen Machbarkeitsnachweis. Klinische Studien müssen nun folgen.

Bakteriophagen sind winzige biologische Maschinen. Sie dringen in die Bakterien ein, vermehren sich darin und bringen sie zum Platzen. Erst wenn alle Bakterien abgetötet sind, sterben auch die Viren. Bakterienfresser nannte sie der französisch-kanadische Biologe Félix d'Hérelle, der die an Mondlandefähren erinnernden Winzlinge vor mehr als 100 Jahren erstmals beschrieb. In der EU und Deutschland gibt es bisher jedoch noch kein als Medikament zugelassenes Phagenpräparat. Sie werden derzeit lediglich unter Ausnahmebedingungen und in Einzelfällen eingesetzt – etwa als individueller Heilversuch, wenn andere Medikamente nicht mehr wirksam sind. Im Gegensatz zu Antibiotika sind sie spezifisch und greifen jeweils nur einen oder wenige Bakterienstämme an. Damit gelten sie als mögliche Wunderwaffe im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen.

Antibiotika verdrängten Phagen in den 1940er Jahren als Therapieansatz

Die ETH-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler um den Mikrobiologen Martin Loessner machten sich diese Eigenschaft zu Nutze: In einem ersten Schritt identifizierten sie Phagen gegen die drei Haupterreger von Harnwegsinfekten: Escherichia coli, Klebsiella und Enterokokken. Diese natürlichen Phagen wurden dann so modifiziert, dass die infizierten Wirtsbakterien nach Kontakt mit den Phagen ein Lichtsignal produzieren, das sich messen ließ. So konnten die Forschenden die krankheitserregenden Bakterien in der Urinprobe nachweisen – und das in weniger als vier Stunden. Die Methode könne es in Zukunft ermöglichen, so hoffen die Forscher, sofort nach der Diagnose ein passendes Antibiotikum zu verschreiben und damit eine Resistenzbildung zu verhindern.

Als Therapieansatz gegen bakterielle Infektionen wurden die Phagen hier zu Lande nach dem Siegeszug der Antibiotika in den 1940er Jahren fast vergessen. Und tatsächlich gibt es auch ein nicht zu vernachlässigendes Problem: »Phagen haben kein Interesse daran, ihren Wirt, also das krank machende Bakterium, vollständig abzutöten«, erklärt ETH-Forscher Samuel Kilcher laut einer Pressemitteilung. Um die Wirksamkeit zu verstärken, veränderten die Forschenden den genetischen Code der Phagen daher so, dass im Inneren des infizierten Wirtsbakteriums nicht nur neue Phagen produziert werden, sondern auch so genannte Bakteriozine. Diese Bakterien abtötenden Proteine werden freigesetzt und unterstützen die Wirkung.

Erst vor Kurzem hat sich auch das Büro für Technikfolgen-Abschätzung (TAB) beim Deutschen Bundestag mit dem Thema beschäftigt. In einem Bericht, der die Anwendungsperspektiven, Innovations- und Regulierungsfragen bei Bakteriophagen in der Medizin sowie in der Land- und Lebensmittelwirtschaft diskutiert, kommen die Expertinnen und Experten zu dem Schluss, dass die derzeitigen Richtlinien und Verordnungen einen breiten Einsatz der Bakteriophagen verhindern. »Ein zentrales Problem vor allem in der Medizin besteht darin, dass es keine Standardisierung der Therapie gibt, wie das üblicherweise bei Medikamenten der Fall ist«, erklärte Gerd Fätkenheuer, Leiter der Infektiologie an der Uniklinik Köln, gegenüber dem Science Media Center. »Die Phagentherapie muss genau auf die Bakterien zugeschnitten sein, die bei einem Patienten eine Infektion auslösen. Da es sich um Bakterien mit verschiedenen Eigenschaften handeln kann, wird man dafür in der Regel einen Cocktail von verschiedenen Phagen benötigen, die sehr schnell verfügbar sein müssen.« Bisher gebe es jedoch noch zu wenig qualitativ hochwertige Studien zum Einsatz von Phagen. Die regulatorischen Prozesse müssten dringend beschleunigt werden.