Multiresistente Keime stellen eine ernsthafte globale Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. So schränken multiresistente Stämme von Klebsiella pneumoniae, einem Erreger von potentiell tödlichen Lungenentzündungen und Blutvergiftungen, die Behandlungsoptionen für diese Infektionen erheblich ein oder machen eine Behandlung unmöglich. Pavel Kovarik und sein Team an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL), einem Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien, haben gemeinsam mit Forschenden der Queen's University Belfast herausgefunden, wie Immunzellen am Infektionsort kommunizieren und sich im Kampf gegen Klebsiella zusammenschließen. 

Die unangemessene oder übermäßige Antibiotikaverwendung der vergangenen Jahrzehnte trieb die Entstehung und Verbreitung von multiresistenten mikrobiellen Pathogenen voran. Laut dem Europäischen Zentrum für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten und der Europäischen Arzneimittelagentur sterben jährlich etwa 25 000 Patienten in der EU an Infektionen mit multiresistenten Bakterien. Weltweit ist antimikrobielle Resistenz für 700 000 Todesfälle pro Jahr verantwortlich.

In ihrem Bericht über antimikrobielle Resistenz Anfang dieses Jahres legte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) einen besonderen Schwerpunkt auf Antibiotikaresistenzen von sogenannten „Superbazillen – Bakterien, die aufgrund ihrer Resistenz gegen mehrere unterschiedliche Antibiotika die größte Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen. Unter diesen befindet sich auch Klebsiella, ein Bakterium, das schwere und oft tödliche Infektionen des Blutkreislaufs und der Lunge verursachen kann. Klebsiella ist nicht nur gegen gängige Arten von Antibiotika resistent, sondern in großem Ausmaß auch gegen Carbapeneme – das derzeit „letzte“ Mittel zur Behandlung schwerer nosokomialer Infektionen.

Behandlungsmöglichkeiten jenseits gängiger Antibiotika

Wissenschafter um Pavel Kovarik an den MFPL und Jose Bengoechea an der Queen's University Belfast entdeckten nun, wie Immunzellen am Infektionsort kommunizieren und sich zusammenschließen, um Klebsiella während Lungenentzündungen auszurotten. Die Studie legt nahe, dass zukünftige Therapien von schweren Klebsiella-Infektionen auf das Immunsystem des Wirts abzielen könnten, anstatt auf den Erreger selbst.

Klebsiella aktiviert kritische Regulatoren der Immunantwort, die Typ-I-Interferone (IFNs), die zwischen Makrophagen (Immunzellen, die Mikroben „fressen“) und natürlichen Killerzellen vermitteln. Typ I IFNs helfen demnach bei der Aktivierung von natürlichen Killerzellen, die wiederum Makrophagen erlauben, ihr antibakterielles Programm zu starten.

"Typ I IFNs werden vom Immunsystem verwendet, um Botschaften zwischen Immunzellen zu transportieren und so eine perfekte Abwehr zu orchestrieren. Natürliche Killerzellen sind die Dirigenten des Verteidigungsorchesters, während Makrophagen die Instrumente sind, die Bakterien töten", erklärt Masa Ivin, Erstautorin der Studie und Doktorandin im Kovarik-Labor an den MFPL.

Zukunftsaussichten

Die neuen Resultate können zur Entwicklung von den so dringend benötigten neuen Therapien gegen multiresistente Keime beitragen, sind die Forscher optimistisch: „Wenn Medikamente das Pathogen nicht mehr töten können, sollten wir dem Immunsystem dabei helfen, den Job zu übernehmen. In unserer aktuellen Studie identifizieren wir neue und machbare Wege, das Immunsystem im Kampf gegen Superbazillen zu unterstützen", so Pavel Kovarik.

Publikation
Masa Ivin, Amy Dumigan, Filipe N. de Vasconcelos, Florian Ebner, Martina Borroni, Anoop Kavirayani, Kornelia N. Przybyszewska, Rebecca J. Ingram, Stefan Lienenklaus, Ulrich Kalinke, Dagmar Stoiber, Jose A. Bengoechea und Pavel Kovarik: Natural killer cell-intrinsic type I IFN signaling controls Klebsiella pneumoniae growth during lung infection. PLOS Pathogens. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006696