Forschung | antibakterielle Therapie 29.09.2017

Zurück in die Zukunft

Das Dräuen eines – laut WHO – neuen prä-antibiotischen Zeitalters veranlasst Wissenschaftler und Institutionen weltweit dazu, sich erneut der Phagentherapie zuzuwenden.

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Foto: Karin Lason

Der letzte Versuch: Die Zootierärzte des Tiergartens Nürnberg streichen im Herbst 2016 die wässrige Lösung auf die bis auf den Knochen reichende, chronisch entzündete Wunde am Fuß von Nashornbulle Ropen. Nun galt es abzuwarten und zu hoffen. Tatsächlich schlug die lokale Bakteriophagentherapie an, die Wunde fing rasch an zu heilen und ein Einschläfern des wertvollen Tieres war in weite Ferne gerückt. Zufall? – vielleicht Glück? – ganz sicher!

Glück, dass eine Mitarbeiterin des Tiergartens der Zootierärztin Katrin Baumgartner von der Phagenforschung an der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) erzählte. Und noch mehr Glück, dass die international sehr gut vernetzte Grande Dame der Bakteriophagenforschung, Christine Rohde, von einer privaten Reise nach Georgien zufällig noch eine Packung Pyo-Phagencocktail im Kühlschrank hatte und diese bereitwillig dem Tiergarten für Ropens Behandlung zur Verfügung stellte. Dass der Cocktail so gut anschlug, übertraf selbst die Erwartungen der Wissenschaftlerin, die seit 30 Jahren Grundlegendes zu Bakteriophagen erforscht.

Im Osten nichts Neues

Weniger als zehn Euro kostet eine Packung Phagencocktail in einer georgischen Apotheke. Ob für den Schnupfen oder die eitrige Entzündung: Für die unterschiedlichen Anwendungen gibt es ein halbes Dutzend verschiedener Cocktails, die – je nach in der Umgebung aktuell vorhandenen Bakterien und somit auch Bakteriophagen – vom Eliava Institut in Georgien etwa halbjährlich angepasst werden. Das Eliava Institut ist die älteste noch existierende Einrichtung, die sowohl Phagenforschung als auch -therapie betreibt. Gegründet 1923, von George Eliava zusammen mit dem Entdecker der Phagen Felix d´Herelle. Von dort stammte auch Ropens Medizin.

100 Jahre Bakteriophagen

Sensationell war die Entdeckung der Bakteriophagen durch Félix d’Herelle im Jahre 1917 am Institut Pasteur in Paris: Mehr als 1000-mal potenter als jeder andere antibakterielle Wirkstoff waren sie. In rasantem Tempo entwickelten Mikrobiologen die Phagentherapie gegen Typhus, Pest und Cholera und stoppten Epidemien weltweit. Erst 1928 entdeckte Alexander Fleming zufällig das Penizillin und legte den Grundstein für die Antibiotikatherapie. Verschiedene Gründe führten in den 1940er Jahren dazu, dass die westliche Welt sich auf die Antibiotika-, die östliche auf die Phagentherapie konzentrierte. Eine aus heutiger Sicht sinnvolle Kombinationstherapie aus Antibiotika und Phagen, die Fred Himmelweit gegen Penizillin-resistente Bakterien 1945 vorstellte, verlief im Sande.

Phagentherapie leicht gemacht

Bakteriophagen sind Viren, die auf Bakterien als Wirtszellen spezialisiert sind: eine faszinierende Koevolution der Guten Viren mit den Keimen. Die Phagenlösung wird appliziert – lokal, oral, per inhalationem oder in Ausnahmen auch systemisch. Die Phagen dringen in passende Bakterien ein, vermehren sich rasant und bringen die Keime buchstäblich zum Platzen wie einen Ballon. Die entlassenen Phagen initiieren weitere Zerstörungen zu ihnen passender Keime. Eukaryotenzellen werden von den Guten Viren nicht erkannt. Sobald keine entsprechenden Bakterien mehr verfügbar sind, zerfallen die Phagen und werden vom Körper abgebaut. Die exakte Bestimmung des krankheitsauslösenden Keims ermöglicht eine personalisierte Medizin. Für die breite Anwendung wird ein bestmöglich passender Cocktail aus mehreren Phagen genutzt.

Phagen-Modellzulassungsweg etablieren

Auch wenn es bisher keine Berichte zu heftigen Nebenwirkungen gibt, sind Phagen in Deutschland und anderen Ländern als Therapeutika noch nicht zugelassen. Praktisch: Aufgrund der Erfahrungen in Osteuropa und der Expertise von Forschern wie Rohde, muss für eine Rückkehr der Phagentherapie im Westen nicht ganz von vorne angefangen werden.

Gerade erhielten sie und ihre Kollegen die Zusage von BMBF-Geldern für ein millionenschweres Forschungsprojekt: Innerhalb von drei Jahren soll in Kooperation mit der Charité Berlin ein Modellzulassungsweg für Phagen en détail durchgespielt und so idealerweise etabliert werden. Das Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM), das nur einen Petrischalenwurf entfernt von der DSMZ liegt, spielt dabei ebenfalls eine wichtige Rolle. Am Ende soll untersucht werden, ob Bakteriophagen über ein Inhalationsspray gegen den schwere Lungenentzündungen auslösenden Keim Pseudomonas aeruginosa wirksam sind.

Wenn alles gut geht, steht der Medizin in Europa in unglaublich kurzer Zeit ein auch nach westlichen Standards geprüfter Modellweg für die Phagenzulassung zur Verfügung.

Phagen in der Veterinärmedizin

Während sich die DSMZ auf Phagen der humanmedizinisch höchstrelevanten ESKAPE-Bakterien (Enterococcus, Staphylococcus, Klebsiella, Acinetobacter, Pseudomonas und Enterobacter) konzentriert, passiert in der Tiermedizin ebenfalls einiges.

Über die Tränke verabreicht, erhofft sich Biochemikerin Imke Schmidt von der DSMZ die Kolibazillose in Geflügelbeständen prophylaktisch in den Griff zu bekommen – ganz ohne Antibiotika. Dafür soll ein Cocktail aus vier Phagen als Futtermittelzusatzstoff über die Tränke verabreicht werden. Das Projekt wird durch die DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) gefördert und zu gleichen Anteilen von der TiHo, der Fink Tec GmbH, der PTC (Phage Technology Center GmbH) und der DSMZ durchgeführt. Erste Ergebnisse im Labor sind vielversprechend, nun müssen sich die Phagen im Tierstall bewähren. Der Zulassungsweg als Futtermittelzusatzstoff ist einfacher, als der bei der therapeutischen Verwendung von Phagen. Auch in der Lebensmittelhygiene ist ihr Einsatz bereits gängige Praxis. So werden sie in der Schweiz bereits gegen gefährliche Listerienentwicklung auf Rohmilchkäse verwendet.

Aktuell evaluierten Forscher aus Nanjing und Hangzhou den Phageneinsatz gegen Kolibazillose der Kaninchen. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der antibiotischen Behandlung liegt in der Spezifität der Therapie. Die bei dieser Tierart lebenswichtige Dickdarmflora bleibt weitestgehend intakt.

Ausnahmegenehmigung

„Der Tiergarten Nürnberg ist eine offiziell wissenschaftlich arbeitende Einrichtung und § 73 Abs. 2 Nr. 2 des Arzneimittelgesetzes ermöglichte uns den Import der Phagen aus Georgien“, so Hermann Will, der Ropen damals mitbehandelte. „Natürlich müssen auch wir uns an die strengen Vorschriften halten, alles speziell dokumentieren und zuvor mit der Veterinärbehörde klären.“

Transdisziplinär in die Zukunft!

Sollte sich die Bakteriophagentherapie in ganz Europa wieder etablieren, ist ein umsichtiger Einsatz nötig. Denn: Auch hier lauern bei unsachgemäßer Anwendung Resistenzen.

Experten meinen, dass Phagen – wo immer möglich – statt Antibiotika eingesetzt werden sollten, und, wo es passt, synergistisch zu Antibiotika. Phagen sind möglicherweise ein Teil der Lösung der Antibiotika-Resistenzlage und ein gutes Beipiel für den One-Health-Ansatz. Es könnte spannend werden! kl

Hier finden Sie weitere Informationen zu:

- DSMZ-Phagenforschung

- einem interessanten Fall aus der Humanmedizin

- der Geschichte der Phagen