Im Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen

Das Forscherteam rund um Prof. Dr. Klaus Kümmerer, Experte für nachhaltige Chemie und Ressourcen der Leuphana Universität Lüneburg, entwickelte auf der Basis von Ciprofloxacin einen Wirkstoff, der nach seiner medizinischen Verwendung zerfällt, um so der Ausbreitung von Antibiotika-Resistenzen entgegenzuwirken. 

Seit rund fünf Jahren arbeiten die Forscher nun an einem neuen Wirkstoff – mit Erfolg. Das Forscherteam konnte einen Wirkstoff entwickeln, der durch natürliche Zerfallsprozesse nach der medizinischen Anwendung und Ausscheidung unwirksam ist. Damit der Wirkstoff zerfällt, mussten laut Angaben der Forscher chemische Bindungen so destabilisiert werden, dass sie beim Durchwandern des Körpers im Blut ausreichend stabil sind, um noch zu wirken, danach aber in der Umwelt zerfallen. Keine leichte Aufgabe. Die Forscher mussten zunächst Voruntersuchungen zur Abbaubarkeit vornehmen und die bestehende Wirksubstanz analysieren. Mit Hilfe von Rechenmodellen konnten verschiedene Varianten auf verbesserte biologische Abbaubarkeit und gleichzeitig auf die Abwesenheit unerwünschter toxikologischer Effekte sowie weiterer wichtiger Eigenschaften geprüft werden. Die Moleküle wurden beispielsweise an der aktiven Grundstruktur aber auch an den Seitenketten verändert. Die aussichtsreichsten Varianten wurden im Labor chemisch-synthetisch hergestellt und im Reagenzglas getestet. Nach Angaben der Wissenschaftler funktioniert der daraus entstandene Wirkstoff im Reagenzglas und ist besonders für Arzneimittelhersteller eine Chance, daraus ein Medikament zu entwickeln und so die Ausbreitung von Antibiotika-Resistenzen vorzubeugen.

Immer wieder ist der Einsatz von Antibiotika scharf in der Kritik. Dabei wird besonders die Häufigkeit des Einsatzes von Antibiotika in Frage gestellt und die daraus resultierende Entwicklung resistenter Keime. Ciprofloxacin ist solch ein Antibiotikum, welches häufig bei bakteriellen Infektionen wie beispielsweise einer Blasenentzündung verschrieben wird. Laut Angaben des Forscherteams werden von Ciprofloxacin beachtliche 33 Tonnen pro Jahr allein in Deutschland in der Human- und Tiermedizin eingesetzt. Hat das Antibiotikum seine Wirkung erfüllt, wird es ausgeschieden und gelangt weitgehend unverändert in die Umwelt.

Die Folgen sind fatal. So haben bereits kleine Konzentrationen einen erheblichen Einfluss auf das Ökosystem und können zur Selektion resistenter Bakterien beitragen. Glänzt Ciprofloxacin einerseits durch eine breite Wirkung, ist es andererseits besonders schwer abbaubar. So gelangt es beispielsweise in das Abwasser von Krankenhäusern sowie durch die Einnahme Zuhause auch in das häusliche Abwasser. Über die Landwirtschaft dringt es in die Böden ein und kann von dort in das Oberflächen- und Grundwasser geraten. Für das Forscherteam Grund genug einen entscheidenden Schritt in Richtung grüne Pharmazie zu gehen, denn der Bedarf an abbaubaren Arzneimittelwirkstoffen ist laut Angaben der Wissenschaftler groß. So entstand das Konzept „benign by design“, was so viel heißt wie: „gutartig per design“.

Das Forschungsprojekt wurde seit 2014 mit rund einer halben Millionen Euro durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

Mein Fazit

Das Forscherteam hat einen mutigen und richtigen Schritt gewagt – dafür vorneweg ein großes Kompliment. Der Einsatz von Antibiotikum ist manchmal unerlässlich und kann Leben retten, dass steht außer Frage. Ob und wann der Einsatz von Antibiotikum gerechtfertigt ist, können nur Experten richtig beurteilen. Und trotzdem hat Antibiotikum in der Häufigkeit seiner Anwendung auch einen erheblichen und leider negativen Einfluss auf unsere Umwelt. Deshalb finde ich es gut und gerechtfertigt, dass sich das Forscherteam diesem herausfordernden Thema gestellt und gleichzeitig gezeigt hat, dass es grundsätzlich möglich ist, einen Wirkstoff herzustellen, welcher nach seiner Anwendung im menschlichen Organismus zerfällt und somit auch keinen weiteren Einfluss auf die Umwelt hat. Ob und wie sich dieser Wirkstoff auf dem großen Arzneimittelmarkt in Zukunft behaupten kann und ob noch weitere Wirkstoffe dieser Art hinzukommen lässt sich heute schwer abschätzen. Der erste Schritt in die richtige Richtung ist aber getan.

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Unyvero – Innovatives Diagnostiksystem bei Krankenhauskeimen

Das innovative und umfassende Diagnostiksystem Unyvero ermöglicht es, schwere Infektionserkrankungen bei hospitalisierten Patienten in nur 4 bis 5 Stunden zu diagnostizieren.

Gefahr Krankenhauskeime

Ins Krankenhaus kommen Patienten üblicherweise mit der Hoffnung wieder gesund zu werden. Mitunter passiert jedoch genau das Gegenteil: Sie stecken sich in der Klinik mit Keimen an. In Europa passiert das laut Schätzungen des Fachblattes „Plos Medicine“ 2,6 Millionen Mal pro Jahr. Rund 91.000 Menschen sterben sogar an den Folgen der sogenannten nosokomialen Infektionen. Vor allem Patienten, die auf Intensivstationen behandelt werden, haben aufgrund ihrer Grunderkrankung und der häufigen Verwendung von Kathetern und Beatmungsgeräten ein besonders hohes Infektionsrisiko.

Antibiotikaresistenzen nehmen zu

Gerade in Deutschland ist das Sepsisrisiko besonders hoch. Dabei könnten viele Infektionen verhindert werden, wenn sich die Kliniken an die konsequente Umsetzung von Hygienestandards, strikte Isolierung von Risikopatienten und Weiterverfolgung besiedelter Patienten auch außerhalb der Kliniken halten würden. Durch diese Versäumnisse hat die Keimzahl bei uns in den letzten Jahrzehnten drastisch zugenommen. Viele  Keime sind mittlerweile multiresistent und somit gegen Antibiotika immun. Diese durch Antibiotikaresistenzen ausgelösten Infektionserkrankungen sind zu einer erheblichen Krankheitslast geworden, die zu einer der Haupttodesursachen zählt.

Der erfolgreiche Kampf gegen solche Infektionserkrankungen erfordert daher ein sektorübergreifendes Handlungskonzept, wie es sich bereits in den Niederlanden bewährt hat, sowie eine schnellere und umfassendere Diagnostik. Gerade unter dem Aspekt, dass die herkömmliche Analyse einer nativen Probe mindestens 2 Tage dauert und die Klinikärzte meist schon vorher mit der Antibiose beginnen, ohne die exakten Ergebnisse und Resistenzen zu kennen. Damit gehen sie das Risiko einer Fehlbehandlung ein.

So geht moderne Diagnostik mit Unyvero

Die von der Firma Curetis aus Holzgerlingen bei Stuttgart entwickelte Plattform „Unyvero“ schafft hier Abhilfe. Es handelt sich um ein schnelles und umfassendes Diagnostiksystem für schwere Infektionserkrankungen bei hospitalisierten Patienten, welches innerhalb von 4-5 Stunden valide Ergebnisse liefert.

Das Unyvero-System besteht aus dem Unyvero L4 Lysator, dem Unyvero A50 Analyzer sowie dem Unyvero C8 Cockpit. Eine spezielle Betriebssoftware, entsprechendes Zubehör sowie aktuelle unterschiedliche Einwegkartuschen für die Detektion von Infektionskrankheiten runden das System ab. Zudem kann das System aufgrund seiner einfachen Bedienung ohne qualifiziertes Laborpersonal direkt am „Point of Need“, z.B. auf der Intensivstation, in der Mikrobiologie bzw. im Zentrallabor eingesetzt werden.

© Curetis GmbH, Unyvero-System

Die Vorteile auf einen Blick:

  • Schnelle, einfache und umfassende Diagnostik bei schweren Infektionserkrankungen
  • Von der nativen Probe zu klinisch relevanten Antworten in nur wenigen Stunden
  • Deutlich frühere und gezielte Therapieentscheidungen möglich
  • Bessere medizinische Ergebnisse für die Patienten
  • Einsparpotenziale für die Krankenhäuser (Healthcare-Factor)

 

Mein Fazit:

Die in Deutschland unverhältnismäßig hohe Sepsissterblichkeit unterstreicht die Notwendigkeit, neue Strategien zur Vermeidung und Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei Sepsis zu entwickeln und bereits bestehendes Know-How konsequent zu nutzen. Curetis schafft mit seinem Unyvero-System für alle am Gesundheitssystem Beteiligten einen klaren Mehrwert. Es bleibt zu hoffen, dass dieser Nutzen zukünftig übergreifend anerkannt wird und solche Innovationen flächendeckend als Standard eingesetzt werden.

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