Infektionen, die durch MRSA-Bakterien (im Bild) verursacht werden, können zu ernsten gesundheitlichen Komplikationen führen. Lysine töten die Mikroben, indem sie die Zellwand des Bakteriums zerstören (grün).

Der Mensch befindet sich in einem ständigen Wettrüsten mit infektiösen Bakterien. Um diese Krankheitsmikroben abzutöten, entwickeln wir starke Antibiotika; die Bakterien wiederum entwickeln Resistenzen gegen diese Medikamente. Also verbessern wir unsere Antibiotika, und die Bakterien verbessern sich entsprechend – das Ergebnis sind die so genannten Superbugs. In zunehmendem Maße gelingt es den Medikamenten nicht, diese hochgradig angepassten Bakterien zu eliminieren, so dass unser Körper in gefährlicher Weise wehrlos ist.

Angesichts dieser Krise entwickelt Vincent A. Fischetti von Rockefeller seit fast 20 Jahren eine neue Form antimikrobieller Munition, die als Lysine bekannt ist. Jetzt wurden diese bakterientötenden Enzyme in einer klinischen Studie der Phase II am Menschen untersucht und sind damit die ersten Antibiotika-Alternativen, die in diesem Stadium der klinischen Entwicklung erfolgreich sind.

Natural born killer

Einige Viren sind sehr gut darin, Bakterien abzutöten. Diese Viren, die als Bakteriophagen oder einfach Phagen bekannt sind, infizieren eine Mikrobe, vermehren sich in ihr und produzieren dann Lysin-Enzyme, die die Zellwand des Bakteriums spalten. Dadurch werden Phagen-Nachkommen aus dem Inneren der Bakterie freigesetzt, und die Bakterie selbst geht zugrunde.

In der Natur ist diese Art von Angriff alltäglich: Bakteriophagen leben überall, von den Ozeanen über den Boden bis hin zum menschlichen Körper, und regulieren die Populationen von Mikroben, wo immer sie sich aufhalten. Tatsächlich wird alle 48 Stunden die Hälfte der Bakterien auf der Erde von Phagen abgetötet, was Lysine zu den am weitesten verbreiteten bakterientötenden Substanzen auf der Erde macht.

Im Labor können Lysine als Werkzeug verwendet werden, um die Zellwände von Bakterien aufzubrechen und zu untersuchen – genau das, was Fischetti vor etwa zwei Jahrzehnten an der Rockefeller University tat. Gleichzeitig arbeitete sein Labor auch an einem Impfstoff gegen Streptokokken-Infektionen, und die breitere Forschungsgemeinschaft machte sich zunehmend Sorgen über antibiotikaresistente Infektionen. Dieses Zusammentreffen von Ereignissen führte Fischetti zu einem Durchbruch.

„Da ich mit Lysinen arbeitete, wusste ich, dass sie Bakterien sofort abtöten. In meinem Labor gab es zufällig Tiere, die für meine Impfstoffstudien oral mit Streptokokken kolonisiert wurden“, erinnert er sich. „Also dachte ich, ich gebe diesen kolonisierten Mäusen einfach etwas Lysin und schaue, was mit den Streptokokken passiert.“

Die Wirkung war dramatisch: eine Stunde nach Verabreichung des Medikaments waren die Tiere von ihren Streptokokken befreit. Die anschließende Veröffentlichung dieses Ergebnisses war der erste Bericht über den therapeutischen Einsatz von Phagenlysinen.

Angeregt durch dieses Ergebnis begannen Fischetti und später auch andere Wissenschaftler, Lysine gegen verschiedene Arten von arzneimittelresistenten Bakterien zu entwickeln, von denen viele erfolgreich Infektionen in einer Vielzahl von Tiermodellen heilten. Bis vor kurzem hatte jedoch niemand getestet, ob diese Art von Therapie beim Menschen sicher und wirksam ist.

Ein neuer Ansatz

Medikamentenresistente Bakterien sind besonders gefährlich – und besonders häufig in Krankenhäusern anzutreffen, wo eine Infektion die Behandlung von bereits kranken Patienten erschweren kann. Besonders besorgniserregend ist in diesem Zusammenhang eine Infektion mit Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (S. aureus), kurz MRSA. Obwohl einige Fälle von MRSA mild verlaufen, kann das Bakterium lebensbedrohlich sein, wenn es sich im Blut ausbreitet, ein Zustand, der als Bakteriämie bekannt ist.

Wie der „methicillinresistente“ Teil seines Namens andeutet, spricht MRSA nicht auf Standardantibiotika an – was es zu einem idealen Kandidaten für die Behandlung mit einer neuen Art von Bakterienkiller macht. Zu diesem Zweck lizenzierte das Biotechnologieunternehmen ContraFect vor siebeneinhalb Jahren von Rockefeller ein Lysin, das gegen Staphylokokken und einige Streptokokken wirkt. Das Unternehmen entwickelte daraufhin das Lysin, das jetzt exebacase genannt wird, für die Behandlung von S. aureus-Infektionen beim Menschen, einschließlich MRSA.

Nachdem eine klinische Studie der Phase I gezeigt hatte, dass exebacase beim Menschen keine schwerwiegenden Nebenwirkungen verursachte, führte ContraFect die Forschung in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Phase-II-Studie mit Krankenhauspatienten mit S. aureus-Bakteriämie fort, von denen etwa ein Drittel MRSA hatte. 116 dieser Patienten wurden nach dem Zufallsprinzip entweder Exebacase oder Placebo zusätzlich zu einer Antibiotikatherapie zugewiesen und vierzehn Tage lang beobachtet. Die Forscher stellten fest, dass die Rate des Ansprechens auf die Behandlung bei den MRSA-Patienten, die exebacase erhielten, um mehr als 40 Prozent höher war als bei denjenigen, die nur mit Antibiotika behandelt wurden – ein Ergebnis, das Fischetti als sehr ermutigend ansieht, nicht nur für exebacase, sondern für Lysine im Allgemeinen.

„Dies ist das erste Mal, dass ein Medikament auf Lysinbasis in der klinischen Entwicklung so weit gekommen ist. Tatsächlich gibt es kein alternatives Antibiotikum, das jemals erfolgreich eine Phase-II-Studie abgeschlossen hat“, sagt er. „

ContraFect beabsichtigt, eine größere Phase-III-Studie durchzuführen, die für die Zulassung des Lysins als Arzneimittel erforderlich ist.

Fischetti hofft, dass die Entwicklung von exebacase Teil eines umfassenderen Wandels in der Art und Weise ist, wie Forscher und Kliniker über die Behandlung von bakteriellen Infektionen denken. „Bakterien werden immer resistenter gegen Antibiotika“, sagt er. „Und wir zeigen, dass es andere Wege gibt, sie zu bekämpfen.“