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Tuberkulose: Genetisches Lexikon entlarvt gefährliche Resistenzen

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Tuberkulose: Mykobakterien verursachen die Erkrankung, die bei Menschen am häufigsten die Lungen befällt Zur Großansicht
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Tuberkulose: Mykobakterien verursachen die Erkrankung, die bei Menschen am häufigsten die Lungen befällt

Fortschritt in der Therapie von Tuberkulose: Eine neue Genanalyse sagt voraus, welche Antibiotika den Erreger nicht mehr wirksam bekämpfen können - und welche Medikamente wirken.

Tuberkulose ist weltweit die häufigste tödliche Infektionskrankheit. Pro Jahr erkranken neun Millionen Menschen daran, 1,5 Millionen sterben an den Folgen. Insbesondere die stark zunehmenden Resistenzen der Tuberkulose-Erreger gegen Antibiotika machen es Medizinern schwer, die Krankheit zu behandeln. Dabei tritt Tuberkulose nicht nur in armen Ländern auf, auch in Deutschland bleibt sie ein Thema. Wie das Robert Koch-Institut (RKI) meldet, gab es im Jahr 2013 immer noch 4318 Fälle - das sind rund hundert Fälle mehr als 2012.

Wissenschaftler des Forschungszentrums Borstel, des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung, des Oxford Biomedical Research Centre und des South African National Institute for Communicable Diseases haben nun eine neue gentechnische Methode entwickelt, die für eine deutliche Verbesserung der Situation sorgen könnte.

120 kritische Mutationen identifiziert

Mit ihrer Genomanaylse lässt sich nicht nur voraussagen, gegen welche Antibiotika bei einem Erkrankten bereits Resistenzen bestehen, sondern auch, welche Medikamente wirksam sein werden. Dies gilt als entscheidender Fortschritt - kann ein Arzt dadurch schon viel früher mit der Behandlung beginnen.

Die Forscher untersuchten mit der sogenannten Whole Genome Sequenzing Methode (WGS) das Erbgut von rund 3500 Tuberkulose-Stämmen. Gezielt gesucht wurde nach den Veränderungen im Erbgut, die sich mit Antibiotikaresistenzen in Verbindung bringen ließen. "Wir haben eine Art Lexikon für Mutationen im Erbgut der Erreger ermittelt", sagt Stefan Niemann, Leiter der Forschungsgruppe Molekulare Mykobakteriologie am Forschungszentrum Borstel.

Tuberkulose
Erreger
Das Mycobacterium tuberculosis hat eine Stäbchenform. Es wächst relativ langsam, ist säurefest und zählt zu der Familie der Mykobakterien, die unter anderem Lepra und Rindertuberkulose auslösen. Das Mycobacterium tuberculosis dringt vor allem durch eine Tröpfcheninfektion über die Atemwege, die Schleimhäute und die Lungenbläschen in Blut und Organe des Menschen ein.
Krankheit
Tuberkulose ist eine chronische Infektionskrankheit mit weltweiter Verbreitung. Erkrankt der Infizierte direkt nach der Ansteckung, spricht man von Primärtuberkulose. Häufig kapseln sich die Erreger ab (geschlossene Tbc) oder brechen in das Bronchialsystem ein (offene Tbc). Fieber, Abgeschlagenheit, Gewichtsverlust und Husten sind typische Symptome.

Bei etwa jedem Zehnten bricht die Erkrankung erst zu einem späteren Zeitpunkt aus, dann führen oft blutiger Auswurf und Husten zur Diagnose. Der Betroffene ist dann hoch ansteckend. Die Bakterien können später auch Organe wie die Haut, Knochen, Darm oder Gehirn befallen. Für die Therapie der unkomplizierten Tuberkulose setzen Ärzte normalerweise zwei Monate lang vier Antibiotika ein (Isoniazid, Rifampicin, Ethambutol und Pyrazinamid). Über weitere vier Monate folgt eine Zweierkombination aus Isoniazid und Rifampicin.
Tbc und HIV
Menschen mit geschwächtem Immunsystem sind besonders anfällig für das Mycobacterium tuberculosis. Eine Tuberkulose-Infektion ist daher die häufigste Todesursache bei HIV-Infizierten in Afrika. Sie haben ein 20- bis 30-fach größeres Risiko, an Tuberkulose zu erkranken als HIV-Negative.

Insgesamt wurden 120 Mutationen im Genom eines Tuberkulose-Erregers identifiziert, die ein sicheres Zeichen dafür sind, dass eine Resistenz gegen ein bestimmtes Medikament vorliegt. Bei weiteren 772 Mutationen stellten die Forscher eine beginnende Resistenzbildung gegen Antibiotika fest. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift "The Lancet Infectious Diseases" (online) veröffentlicht.

Der Nachweis von Tuberkulose-Erregern und auch die von Antibiotikaresistenzen erfolgt bisher in Kulturverfahren. Dabei werden Proben der Bakterien in einem flüssigen Nährmedium angezüchtet, um sie genauer untersuchen zu können. Diese Methode benötigt bis zu sechs Wochen, bis ein Ergebnis vorliegt. Wertvolle Zeit, die häufig eine effektive Behandlung verzögert. Per Genomcheck wissen Mediziner binnen einer Woche, mit welchen Antibiotika sie einen Betroffenen behandeln können.

Ob die Genomanalyse den Durchbruch in der Diagnostik der Tuberkulose bringt, wird sich nun im Praxiseinsatz zeigen. Im Forschungszentrum Borstel arbeiten Mediziner bereits mit der Methode, weitere Kliniken sollen folgen.

Bei früheren Alternativen in der Diagnose von Tuberkulose - etwa den sogenannten PCR-Tests - hatte sich die Begeisterung nach deren Start wieder relativiert. In der Praxis zeigt sich, dass wirklich Erkrankte nicht immer zuverlässig ermittelt werden konnten - und dass dann doch ein Test in der Petrischale gemacht werden musste.

Für Experten ist zudem entscheidend, ob es gelingt, die Methode in den wirklich stark von multiresistenter Tuberkulose betroffenen Ländern zu etablieren. Dort ist vor allem zum Teil die Verfügbarkeit der Medikamente eingeschränkt, sagt Martin Priwitzer, Tuberkulose-Experte vom Deutschen Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose. "Wenn ich aber die Tabletten nicht habe, die ich eigentlich brauche, nützt mir die beste Diagnostik nichts."

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