Transfer evolutionärer Prinzipien auf antimikrobielle Behandlungsstrategien
Die DZIF-Arbeitsgruppe „Transfer evolutionärer Prinzipien auf antimikrobielle Behandlungsstrategien“ unter der Leitung von Hakim Boudrioua wird therapeutische Strategien und diagnostische Instrumente entwickeln, die zentrale evolutionäre Prinzipien zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz einbeziehen. Ziel ist es, Einzel- und Kombinationsbehandlungen gegen empfindliche, aber auch multiresistente bakterielle Erreger zu optimieren. Dabei werden nicht nur die antimikrobielle Wirksamkeit eines bestimmten Antibiotikums berücksichtigt, sondern auch dessen weiterreichende Auswirkungen auf die bakterielle Fitness und den Selektionsdruck, der die Entstehung und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen begünstigt. Die Arbeitsgruppe nutzt komplizierte Harnwegsinfektionen insbesondere mit dem Bakterium Escherichia coli als klinischen Anwendungsfall, um ihre Erkenntnisse in die Praxis zu übertragen. Ihre Vision ist eine personalisierte Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Harnwegsinfektionen. Damit soll die Wirksamkeit der Behandlung verbessert werden, während gleichzeitig unerwünschte Auswirkungen wie Störungen des Darmmikrobioms reduziert und der Selektionsdruck für Antibiotikaresistenzen begrenzt werden.
Zu den Harnwegsinfektionen zählen alle Infektionen der Harnröhre, der Blase oder der Nieren. Jährlich sind etwa 400 Millionen Menschen davon betroffen, wobei Escherichia coli der häufigste Erreger ist.
Wiederholte Antibiotikatherapien bei rezidivierenden Harnwegsinfektionen können die Entstehung von Resistenzen und die Ausbreitung multiresistenter Stämme begünstigen. Zwar werden Antibiotikakombinationen seit Langem zur Behandlung komplizierter Infektionen durch multiresistente Erreger eingesetzt, doch hängt ihre Wirksamkeit von den jeweiligen Behandlungsbedingungen ab. Suboptimale Kombinationen bergen das Risiko einer unzureichenden Abtötung der Bakterien und einer verstärkten Resistenzentwicklung.
Die Arbeitsgruppe hat sich zum Ziel gesetzt, evolutionäre Prinzipien in die eingehende Bewertung gleichzeitiger oder aufeinanderfolgender Antibiotikakombinationen zu integrieren. Dabei sollen erstens Behandlungsprotokolle identifiziert werden, die eine schnelle Abtötung der Erreger bei gleichzeitig verringertem Risiko einer Resistenzentwicklung ermöglichen. Zweitens sollen die molekularen Mechanismen aufgeklärt werden, die die Wirksamkeit der Behandlung und das Potenzial zur Resistenzentwicklung beeinflussen. Erkenntnisse über diese Mechanismen könnten den Weg für neue therapeutische Ansätze ebnen.
Um die Erkenntnisse in die klinische Praxis zu übertragen, plant die Gruppe Beobachtungsstudien an ambulanten und stationären Patientinnen und Patienten mit Harnwegsinfektionen. Dabei soll untersucht werden, wie Resistenzen im Behandlungsverlauf entstehen und wie sich das Ansprechen auf die Therapie entwickelt. Langfristig strebt die Gruppe auch über Harnwegsinfektionen hinaus personalisierte Therapien an, die evolutionäre Prozesse berücksichtigen. Diese sollen die Wirksamkeit der Behandlung verbessern, resistenzbedingte Rückfälle möglichst verhindern und den langfristigen Nutzen von Antibiotika erhalten.
