Resistenz gegen Antibiotika5000 Jahre eingefrorenes Bakterium entpuppt sich als "Superkeim"
In einer rumänischen Eishöhle entdecken Forschende ein uraltes Bakterium, das gegen viele moderne Antibiotika resistent ist. Der Erreger birgt dabei aber nicht nur große Gefahren für die globale Gesundheit, sondern auch neue Chancen für die Medizin.
Seit Jahrtausenden eingeschlossen im Eis - und doch erstaunlich widerstandsfähig: Forschende haben in einer rumänischen Eishöhle ein uraltes Bakterium entdeckt, das gegen viele moderne Antibiotika resistent ist. Die Entdeckung wirft neue Fragen zur Herkunft von Antibiotika-Resistenzen auf - und zur Rolle schmelzender Eisreservoire angesichts der fortschreitenden Erderwärmung.
Das Eis von Gletschern, Höhlen und Permafrost ist eine Art biologische Zeitkapsel. In ihm sind Mikroorganismen konserviert, die aus einer Welt stammen, lange bevor der Mensch begann, Antibiotika oder andere moderne Medikamente einzusetzen. Immer wieder gelingt es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, solche Organismen aus dem Eis zu reaktivieren - zuletzt sogar Bakterien, die rund 40.000 Jahre im Permafrost Alaskas überdauert hatten. Doch was passiert, wenn diese Mikroben wieder in die heutige Umwelt gelangen?
Antworten darauf liefert eine neue Studie eines Teams um Cristina Purcarea von der Rumänischen Akademie der Wissenschaften in Bukarest, die im Fachjournal "Frontiers in Microbiology" veröffentlicht wurde. Die Forschenden untersuchten einen 25 Meter langen Eiskern aus der Scarisoara-Eishöhle im Nordwesten Rumäniens, einem der größten unterirdischen Eisreservoire Europas. Teile dieses Eises sind bis zu 13.000 Jahre alt. Im Labor isolierten sie darin eingeschlossene Bakterien und testeten deren Empfindlichkeit gegenüber 28 heute gebräuchlichen Antibiotika aus zehn Wirkstoffklassen.
Resistenzen gegen zehn Antibiotika
Besonders auffällig war ein Stamm mit dem Namen Psychrobacter SC65A.3. Trotz seines geschätzten Alters von rund 5000 Jahren erwies sich das Bakterium als hochgradig resistent. "Der aus der Scarisoara-Eishöhle isolierte Bakterienstamm zeigt trotz seines uralten Ursprungs eine Resistenz gegenüber zahlreichen modernen Antibiotika", berichtet Purcarea. Zehn der getesteten Wirkstoffe blieben wirkungslos - darunter Antibiotika, die gegen Lungen-, Harnwegs- oder Hautinfektionen eingesetzt werden, aber auch Medikamente gegen Sepsis, Tuberkulose oder Lepra. Selbst Vancomycin, das bei lebensbedrohlichen Infektionen mit multiresistenten Keimen eingesetzt wird, und Ciprofloxacin, ein Fluorchinolon-Reserveantibiotikum gegen schwere systemische Infektionen, blieben wirkungslos.
Dass ein derart altes Bakterium gegen moderne Medikamente resistent ist, bestätigt dem Forschungsteam zufolge eine zentrale Annahme der Mikrobiologie: Antibiotika-Resistenzen sind kein ausschließliches Produkt der modernen Medizin. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich Resistenzmechanismen auf natürliche Weise in der Umwelt entwickelt haben - lange bevor der Mensch Antibiotika einsetzte", erklärt Purcarea. Tatsächlich fanden die Forschenden im Erbgut der Mikrobe mehr als 100 verschiedene Resistenzgene, also genetische Baupläne, mit denen Bakterien die Wirkung von Antibiotika umgehen können.
Genau darin liegt auch die potenzielle Gefahr. Wenn Gletscher, Permafrost oder unterirdische Eisreservoire infolge des Klimawandels auftauen, könnten solche Gene wieder in die Biosphäre gelangen. "Diese Resistenzgene könnten auf heutige Krankheitserreger übertragen werden und so das globale Problem der Antibiotikaresistenz verschärfen", warnt Purcarea. Auch wenn Psychrobacter-Arten meist als vergleichsweise harmlos gelten, könnten ihre genetischen Eigenschaften für andere, gefährlichere Keime relevant werden.
Fluch und Segen zugleich
Doch die uralten Mikroben bergen nicht nur Risiken, sondern auch Chancen. Im Genom von Psychrobacter SC65A.3 identifizierte das Team elf Gene, die das Wachstum anderer Bakterien, Pilze oder Viren hemmen können - darunter auch antibiotikaresistente Keime. Zudem fanden sich fast 600 Gene mit bislang unbekannter Funktion. "Diese Organismen produzieren einzigartige Enzyme und antimikrobielle Verbindungen", sagt Purcarea. Sie könnten als Vorlage für neue Antibiotika oder biotechnologische Anwendungen dienen - ein Hoffnungsschimmer in Zeiten zunehmender Resistenzen.
Für das Forschungsteam steht damit fest: Schmelzendes Eis kann verborgene biologische Risiken freisetzen, zugleich aber auch wertvolle Ressourcen für Medizin und Forschung offenbaren. "Diese uralten Bakterien sind für Wissenschaft und Medizin von zentraler Bedeutung", so Purcarea. Voraussetzung sei jedoch ein sorgfältiger Umgang: "Strenge Sicherheitsmaßnahmen im Labor sind unerlässlich, um eine unkontrollierte Ausbreitung zu verhindern."