Fortschritte in der Bakteriophagen-Therapie

Phagen: Breite Wirksamkeit gegen MRSA?

Bakteriophagen sind spezielle Viren, die ausschließlich Bakterien angreifen und deshalb eine Alternative zu Antibiotika darstellen können. Ein Forschungsteam konnte nun erstmals zeigen, dass gezielt herangezüchtete Phagen deutlich besser gegen multiresistente Keime wirken, als bekannte Wildtypen.

Phagen

Phagen bilden einen kreisrunden Lysehof (links oben) in einer Bakterienkultur | CDC

Die zunehmenden Antibiotikaresistenzen erfordern neue Wege. Eine Therapie mit den sogenannten Bakteriophagen gilt schon seit einiger Zeit als aussichtsreiche Option zur Therapie von schwer zu behandelnden Infektionen mit multiresistenten Bakterien. „ε² – Evolution squared“, zu Deutsch etwa ‚Evolution im Quadrat‘, so nennt das österreichische Unternehmen PhagoMed Biopharma ihre Züchtung von „bakterienfressenden“ Viren zur Bekämpfung von Methicillin-resistenten Staphylokokken (MRSA). Sie sollen viel gezielter auf die krankheitsverursachende Bakterienspezies wirken und typische Resistenzmechanismen von Bakterien umgehen können. Besonders auf Biofilmen – eine Art schützender Schleim, den Bakterien um sich bilden – bleiben Phagen oft deutlich besser wirksam als Antibiotika.

Hohe Spezifität der Phagen als Nachteil

Doch die hohe Spezifität der Phagen war bislang auch ihr größter Nachteil: „Bakteriophagen sind derart exakt an ihr Wirtsbakterium angepasst, dass selbst eng verwandte Stämme der gleichen Bakterienart nicht mehr von ihnen angegriffen werden. Bislang versuchte man das durch eine geschickte Mischung natürlich vorkommender Phagen zu umgehen. Selbst in günstigen Fällen wirkt diese Phagen-Mixtur oft nur bei der Hälfte aller Zielbakterien und im schlimmsten Fall wirkt er nur auf einen einzigen Stamm von hunderten“, erläutert der InfectoGnostics-Forscher Prof. Ralf Ehricht, der mit seinem Team vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien Jena und der Friedrich-Schiller Universität Jena an der Studie beteiligt war.

Bakteriophagen

Sogenannte Phagen, eine besondere Form von Viren, könnten sich als neue Waffe gegen Bakterien eignen, insbesondere dort, wo Antibiotika aufgrund von Multiresistenzen versagen. Doch ganz so einfach ist es nicht.

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Gezüchteter Bakteriophagen-Cocktail

Um optimal für den therapeutischen Einsatz geeignete Viren heranzuzüchten, nutzten die Entwickler von PhagoMed die Mechanismen der Evolution: Sie kreuzten verschiedene Phagen und selektierten diejenigen, die ein möglichst breites Spektrum an Bakterienstämmen angreifen konnten. Gemeinsam mit den Jenaer Campusforschern und weiteren Partnern testeten sie eine Mischung der so gezüchteten Phagen an 110 Staphylokokken-Stämmen. Diese Bakterienstämme hatten die Forscher vorab ausgewählt und umfassend analysiert – 43 Prozent von ihnen waren bereits multiresistente MRSA-Varianten. Das Resultat nach der Behandlung mit den gezüchteten Phagen: Bei 101 der 110 Bakterienstämme wurde das Wachstum erfolgreich unterbunden. „Das ist ein großer Fortschritt für die Phagentherapie, wodurch sie bei manchen Krankheitsbildern als ernsthafte Alternative zur antibiotischen Behandlung von MRSA-Infektionen in den Fokus rückt“, bewertet Ralf Ehricht die Ergebnisse der Studie.

Gen-Analyse von Bakteriophagen

Weitere Partner des InfectoGnostics Forschungscampus Jena arbeiten darüber hinaus bereits an der Gen-Analyse von Bakteriophagen: So hat das junge Startup-Unternehmen Nanozoo bereits gemeinsam mit akademischen Campuspartnern des Universitätsklinikums Jena und der Friedrich-Schiller-Universität Jena ein neues Bioinformatik-Tool namens „What the Phage“ entwickelt, das erstmals eine nutzerfreundliche Analyse von Gensequenzen von Phagen ermöglicht. Mit dem kostenlosen Open-Source-Programm lassen sich Phagen in Sequenzdatensätzen identifizieren, die sich auch für eine therapeutische Anwendung gegen passende Wirtsbakterien eignen könnten.

 

Literatur:

Sáez Moreno D, Visram Z, Mutti M, et al.: ε2-Phages Are Naturally Bred and Have a Vastly Improved Host Range in Staphylococcus aureus over Wild Type Phages. Pharmaceuticals 2021, 14, 325. DOI: doi.org/10.3390/ph14040325.

Mike Marquet, Martin Hölzer, Mathias W. Pletz, Adrian Viehweger, Oliwia Makarewicz, Ralf Ehricht, Christian Brandt: What the Phage: A scalable workflow for the identification and analysis of phage sequences. Preprint, DOI: doi.org/10.1101/2020.07.24.219899.

 

Quelle: idw/InfectoGnostics - Forschungscampus Jena e.V.