Dr. Timm Fiebig, ein Biochemiker an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), erhält aktuell eine bedeutende Förderung von zwei Millionen Euro von der Europäischen Union für sein Forschungsprojekt BESPOKE. Ziel dieser Initiative ist es, Alternativen zu Antibiotika zu entwickeln, da Antibiotikaresistenzen ein wachsendes globales Gesundheitsproblem darstellen. Im Jahr 2021 starben weltweit über 1,1 Millionen Menschen an den Folgen von Antibiotikaresistenzen, und Schätzungen zufolge könnte diese Zahl bis zum Jahr 2050 auf jährlich acht bis zehn Millionen ansteigen.
Ein Teil der Forschung von Dr. Fiebig zielt darauf ab, die Kapselpolymere zu untersuchen, die Bakterien umgeben und sie sowohl vor dem Immunsystem als auch vor Antibiotika schützen. Diese Kapselstrukturen sind besonders relevant bei kritischen Krankheitserregern, die laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu den gefährlichsten gehören, wie die Darmbakterien der Gattung Enterococcus und Escherichia coli. Es sind 33 E. coli-Oberflächenstrukturen bekannt, wobei neue Studien darauf hindeuten, dass es möglicherweise bis zu 100 verschiedene Strukturen gibt.
Forschung und gezielte Impfstoffentwicklung
Das Forschungsteam von Dr. Fiebig untersucht die Vielfalt, Struktur und Identität der Zelloberflächenpolymere und deren Einfluss auf verschiedene Infektionsarten. Im Fokus steht die Entschlüsselung der Polymerstrukturen zur Entwicklung neuer Glykokonjugat-Impfstoffe. Zudem analysiert das Team Gene im Bakteriengenom, die die Biosynthese dieser Kapselpolymere beeinflussen. Materialproben stammen aus dem MHH-Institut für Medizinische Mikrobiologie und dem TWINCORE Zentrum.
Ein entscheidender Fortschritt wurde bereits beim Labortest eines Impfstoffkandidaten gegen Haemophilus influenzae Typ b (Hib) erzielt. Das langfristige Ziel besteht darin, einen Steckbrief für die Polymere zu erstellen, um Impfstoffe zu entwickeln, ohne die Bakterien selbst zu verwenden. Dr. Fiebig beschreibt die Schaffung einer „Werkzeugkiste“ für die Synthese von Glykokonjugat-Impfstoffen als ein vielversprechendes Vorgehen zur Bekämpfung von Antibiotikaresistenzen.
Vorhersagen zur Resistenzentwicklung
Zusätzlich zu Fiebigs Forschungsarbeiten ist ein internationales Team von Wissenschaftlern der Universität Köln und der Universität Uppsala aus Schweden aktiv, das ein Modell entwickelt hat, um die Wachstumsraten und die Resistenzentwicklung bei Bakterienmutanten vorherzusagen. Dieses Modell beschreibt, wie sich Antibiotikaresistenzen bei unterschiedlichen Medikamentendosierungen entwickeln können. Es berücksichtigt verschiedene Mechanismen, die das Zellwachstum beeinflussen und betont, dass Resistenzmutationen auch in Abwesenheit von Antibiotika das Wachstum der Bakterien beeinträchtigen können.
Die Erkenntnisse aus dieser Studie, die in *Nature Ecology & Evolution* veröffentlicht wurde, stellen einen wichtigen Fortschritt dar. Das Modell zeigt erfolgreich auf, welche Mechanismen der Antibiotikaresistenz sich unter bestimmten Bedingungen entwickeln und kann dazu beitragen, optimale Behandlungsprotokolle sowie neue Antibiotika-Kandidaten zu identifizieren. Die Forscher betonen, dass antibiotikaresistente Bakterien eine der zehn größten Bedrohungen für die globale Gesundheit darstellen.
Die Kombination der Arbeiten von Dr. Fiebig und den Forschern aus Köln und Uppsala bietet Hoffnung auf innovative Ansätze zur Bekämpfung der drohenden Krise durch Antibiotikaresistenzen. Es bleibt jedoch eine erhebliche Herausforderung, effektive Interventionen zu entwickeln, um die Evolution von Resistenzen zu reduzieren und die öffentliche Gesundheit zu schützen.