Bakterien Flashcards
Begeißelungstypen
Anordnung & Arten
Nach Anordnung und Anzahl der Flagellen unterscheidet
man verschiedene Begeißelungstypen
(in der Reihenfolge steigender Schwimmgeschwindigkeit):
- peritrich: Viele Geißeln sind gleichmäßig über die
Zelloberfläche verstreut. - polytrich-bipolar: Die Geißeln stehen in zwei
gegenüberliegenden Gruppen an den Zellpolen. - polytrich-monopolar: Die Geißeln stehen in einer
Gruppe an einem der Zellpole. - amphitrich: Die beiden Geißeln stehen an den
gegenüberliegenden Zellpolen. - lateral: Die Geißeln stehen seitlich, nicht an den Polen
der Zelle.
Kokken
Arten, Unterscheidung, Bsp
kugelförmig
- Diplokokken: aus 2 Kokken, z.B Pneumokokken
- Streptokokken: Kette von Kokken, z.B Erreger Mandelentzündung
- Staphylokokken: Haufen von Kokken, z.B Erreger Blutvergiftung
Formen v. Kokken:
- unterscheiden durch Wachstums- & Teilungsverhalten
a) Kettenkokken
b) Diplokokken
c) Tetrakokken
d) Paketkokken
e) Haufenkokken
Stäbchen & Spirillen
- Stäbchen: länglich, zylindrisch, z.B Gattung Bacillus (Erreger Typhus / Keuchhusten)
- Spirillen: spiralförmig, leben z.B in Schweinejauche
Gram-Färbung v. Bakterien
Erklärung
- Methode zur differenzierenden Färbung von Bakterien
- nach Hans-Christian Gram
- vers. Bakterien reagieren auf diese Färbung unterschiedlich
- Gram-positive → Bakterien erscheinen nach Färbegang violett/blau
- Gram-negative → bleiben ungefärbt/rosa
Zellwand Bakterien
Bedeutung, Bestandteil
- Dies ist ein wichtiges Kriterium für die
Unterscheidung verschiedener Bakterien nach
der Struktur ihrer Zellwand. Gram-positive
Bakterien haben eine 3 bis 5-mal mächtigere
Mureinschicht in ihrer Zellwand. - Murein besteht aus Strängen von N-
Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure.
Diese werden durch eine Oligopeptidkette
verknüpft.
Stoffwechseltypen Bakterien
Arten, Bsp
- chemoheterotrophe Bakterien: nutzen organische Verbindungen als Energiequelle & C-Quelle → meisten Bakterien gehören dieser Gruppe an
- chemoautotrophe Bakterien: nutzen Oxidation von anorganischen Verbindungen wie Ammonium, Nitrat, Schwefel als Energiequelle, CO2 → C-Quelle, dazu gehören z.B Bakterien Nitrifikanten Nitrosomonas (NH4+ → NO2-) und Nitrobacter (NO2- → NO3-). Ihr Anteil an der mikrobiellen Biomasse von Böden ist sehr klein, trotz ihrer Bedeutung für den N-Kreislauf.
- photoautotrophe Bakterien: nutzen Licht als Energie-Quelle & CO2 → C-Quelle, z.B Cyanobakterien, die fälschlicherweise auch als Blaualgen bezeichnet werden
- photoheterotrophe Bakterien: nutzen Licht als E-Quelle & organische Verbindungen, die von anderen produziert wurden, als C-Quelle, z.B schwefelfreie Purpurbakterien
Vermehrung Bakterien
Erklärung, einzelne Phasen
- Einfache Zweiteilung: DNA- Verdoppelung & Aufteilung auf beiden Zellpole → Einschnürung v. Zellwand & -membran → Trennung der beiden Tochterzellen
- unter Kulturbedingungen vermehren sie sich in charakteristischer Weise → Kurve mit 4 Phasen
-
Latenzphase: zunächst werden durch
Substratinduktion die nötigen Enzyme zur
Verwertung der vorhandenen Nährstoffe
hergestellt -
Exponentielle Phase: Bakt. verwerten die
vorhandenen Nährstoffe und vermehren sich
explosionsartigTeilungsgeschw. = abhängig von Bakterienart,
Zusammensetzung + pH des Kulturmediums,
Temperatur -
Stationäre Phase: Nährstoffe aufgebraucht
oder Produktion Wachstums hemmender
Stoffe (z.B. Säuren während Gärung)→
Vermehrung sinkt auf Null -
Absterbephase: Bakterienzahl ↓, da sie
„verhungern“ oder durch die selbst
produzierten Hemmstoffe oder Toxine
absterben
Ökologische Bedeutung: Bakterien als Symbionten
- Mensch: 10x so viele Bakt. wie er Körperz. hat
- nicht nur jede Organismenart, sondern auch jedes Individuum verfügt über 1 jeweils sehr spez. Bakterienflora, z.B Mensch: nur 13% der Arten sind bei allen Individuen identisch
- Im Laufe der Stammesgeschichte sind
artspezifische Wirt-Mikroben-Beziehungen
entstanden – sehr ausbalanciert – meiste
Bakterien haben ihren Wirten nichts an oder
nützen ihnen sogar – erst Störungen dieser
partnerschaftlichen Beziehungen führen zu
Krankheiten - Endosymbiontentheorie
- ********Knöllchenbakkterien:******** Symbiose mit Leguminosen (Bohne, Erbse, Klee) - Bodenbakterien Gattung Rhizobium “befallen” Wurzelhaare → Fixierung v. Luftstickstoff, dienen als Oberflächenvergrößerung
Biofilme
Bedeutung für Organismen & Menschen
- Lebensgemeinschaften von Mikroorganismen
- aus Schleimschicht, in die Bakterien, Algen, Pilze & Protozoen eingebettet
- entstehen an Grenzflächen: an
der Wasseroberfläche, auf Gestein oder
Gebäuden, auf Öltröpfchen im Wasser, an
Rohrwänden, auf Zähnen - ****Medizin:****** Probleme durch Besiedelung von Kathetern, Implantaten **& medizinischen Instrumenten
- Krankenhaus Bremen Mitte: 3 Neugeborene
starben 2011 an einer Infektion mit dem
Darmbakterium Klebsiella, gegen das die
meisten Antibiotika machtlos sind – Bakterien
stammen angeblich aus einem Biofilm in
einem Dosiergerät für Desinfektionsmittel
(Klebsiellen können Desinfektionsmittel
abbauen) - auch der Mensch besiedelt: Haut, Schleimhäute, Darm & Zähne
- Zusammensetzung variiert individuell & Auswirkungen auf Gesundheit & Krankheit, auch Phänomene ohne medizinische Relevanz → Körpergeruch
Bakterien für Gesundheit?
- Probiotika
- Joghurt, Topfen, Käse, Wurst
- Bakterien so gezüchtet, dass sie Magenpassage überleben
- intensive Werbung → gesundheitsfördernde Wirkung: helfen bei chronisch-entzündlichen
Darmerkrankungen, Durchfall, chronischer
Verstopfung, Erkältungskrankheiten, lindern
Allergien, Neurodermitis - konkurrieren mit anderen Darmbesiedler
- Probiotische Bakterien siedeln sich nicht
dauerhaft im Darm an, sondern verweilen nur für
einige Stunden→müssen regelmäßig (täglich &
über mehrere Tage) aufgenommen werden - jeder hat individuelle Darmflora
- Milchsäurebakterien (Lactobacillus) → normales Joghurt hat wahrscheinlich eine vergleichbare Wirkung
Weitere Bedeutungen Bakterien
- Krankheitserreger (Pathogene) → Toxine
- Lebensmittel:
*Milchsäuregärung →Herstellung von Sauerkraut, Sauermilch, Salami,
*“Essigsäuregärung” (Oxidation!) → Weinessig - Herstellung von AS, Enzymen, Antibiotika
- biolog. Abb. vonAbfällen, Abwasserreinigung, Bodenbildung, Humus
- Gentechnologiez.B Insulinproduktion
3 Formen Rekombination
+ Erklärung Parasexualität
Parasexualiät: einseitige partielle Übertragung genetischen Materials, erfolgt in Form horizontalen Gentransfers → innerhalb einer Generation weitergegeben
- Konjugation: Bakterium mit Plasmid + Bakterium ohne Plasmid, Plasmid-Kopie wird über Plasmabrücke einseitig auf anderes Bakterium übertragen
- Transformation: ohne Kontakt von Zellen werden frei DNA-Stücke übertragen
- ******Transduktion: Bakteriophagen **************übertragen DNA-Stücke von 1 Bakterienzelle in andere
Darm-Hirn-Achse
Wie beeinflusst Ökosystem Darm unser Gehirn?
- Mikrobiotik: Ökosystem im Darm beeinflusst unser Gehirn auf erstaunliche Weise
VOM BAUCH ZUM KOPF
- Die Gesamtheit der Mikroorganismen in unserem Darm, das Mikrobiom, wirkt auch auf die Hirnentwicklung ein und könnte eine Rolle bei psychischen und neurodegenerativen Erkrankungen spielen.
- Studien an keimfrei aufgezogenen Mäusen legen nahe, dass Darmbakterien das Verhalten beeinflussen, die Stabilität der Blut-Hirn-Schranke ändern und möglicherweise an Krankheiten wie multipler Sklerose beteiligt sind.
- Die genauen Mechanismen, über die Darm und Hirn aufeinander einwirken, sind noch unklar. In Frage kommen Hormone ebenso wie Immunproteine und Abbauprodukte aus dem Stoffwechsel der Mikroorganismen.
Antiobiotika
Was sind sie?
- natürliche **Stoffwechselprodukte** von Bakterien, Pilzen & höheren Organismen (Pflanzen, Amphibien) gebildet, z.B als ****Abwehrmaßnahme gegen Infektion /**** um sich ********Selektionsvorteile********** i. Ressourcenwettbewerb
- **********Arzneinmitteltherapie:********** Substanzen, die entweder vollsynthetisch/teilsynthetisch / biotechnologisch gewonnen werden
Wirkungsweise Antiobiotika
- **************bakteriozide************** (Abtötung) **************/ bakteriostatische (**************keine Vermehrung Bakterien) Wirkung
- ****Hemmung Zellwandsynthese****
- Beeinflussungg Zellmembran (Permeabilität******)********
- ****Hemmung DNA- & RNA-Synthese****
- Hemmung Proteinsynthese
- Antimetatabolitenwirkung (chem. Verbindungen, die lebenswichtigen Stoffwechselprozess blockieren/verändern)
- AB setzen an verschiedenen Zellorten an
Antibiotikaresistenz
Definition, Ursachen
- Unempfindlichkeit von Bakterien gegenüber Antibiotika
Ursachen: - natürliche – erworbene Resistenz (Mutationen – horizontaler Gentransfer) Falscher Umgang!
- falscher Zeitpunkt
- falsche Infektion
- falsche Dosierung
- falsche Zeitspanne
Mikrobiom
Was? Wo? Escherichia coli?
- Jeden Menschen besiedeln geschätzt 40 bis 100
Billionen Kleinstlebewesen oder Mikroben –
darunter Bakterien, Viren und Pilze. - Die meisten leben im Verdauungstrakt, andere auf
der Haut, in Hautfalten und auf Schleimhäuten. Die
Gesamtheit der Gene dieser Lebewesen wird
Mikrobiom genannt, alle Organismen zusammen
heißen auch Mikrobiota. Jeder Körper beherbergt
in etwa so viele Mikroben wie eigene Zellen. - Escherichia coli: diese Keime können i. Darm schweren Durchfall & andere Erkrankungen auslösen
Prophylaktischer Einsatz in der Massentierhaltung
130.000 t AB weltweit jährlich, das meiste davon in China, den USA und Brasilien
* knapp Hälfte davon wird in der Tierhaltung eingesetzt (Prävention, Behandlung, Wachstumsbeschleunigung) – in den USA fast 80%, in Ö vergleichsweise wenig; in EU Einsatz als Wachstumsmittel offiziell verboten
* →Langzeitfolgen für den Menschen: potenzielle Krankheitserreger werden resistent und verbreiten sich durch Dünger & Grundwasser → Lebensmittelexport!
* Exkremente der Schweine→weite Verbreitung durch Einsatz als Dünger bzw. durch Auswaschung in Regen- & Grundwasser
* Konservierungsstoff mit antibiotischer Wirkung (Natamycin E235) zur Oberflächenbehandlung von Käse & getrockneten, gepökelten Wurstwaren
Arten von AB-Resistenzen
- Bakterien können Zielstruktur am Rezeptor
(Proteine, an die A. anbinden) so verändern, dass
Antibiotika nicht mehr eindringen können - Bakterium produziert ein Enzym, das das
Antibiotikum extrazellulär verdaut -
Dicke der Membran(v.a.gram-)nimmt beständig
zu→Bakterium schirmt sich vor Wirkeintritt des
A. ab - Bakterium produziert Pumpe in der Zellmembran
→A. werden aktiv aus der Zelle transportiert
Folgen v. AB-Resistenzen
- resistente “Krankenhauskeime”: schwache / nicht ausreichende Immunabwehr bestimmter Patientengruppem: früh geb. Babys, ältere, Organempfänger, AIDS-Kranke, Krebsp. während Chemot.
- MRSA = (Methicillin-resistenter) multiresistenter Staphylococcus aureus → Haut & Schleimhäute (eitrige Infektionen, Blutvergiftungen)
- weitere Probleme:
- Tuberkulose, Pneumokokken
Antibiotikaresistente Keime: MRSA
Wen besiedeln, was?
- Können Mensch und Tier besiedeln und auch auf
Lebensmitteln nachgewiesen werden - Antibiotikaresistente Keime: MRSA
-
Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA)
ist ein wichtiger humanpathogener Erreger und oftmals
die Ursache von Krankenhausinfektionen.
MRSA kommen beim Menschen und bei Tieren
(landwirtschaftliche Nutztiere wie Schweine, Geflügel,
Rinder sowie Pferde und Haustiere) vor, die
Übertragung kann sowohl von Tier auf Mensch als auch
umgekehrt erfolgen. Neben der primär in
Gesundheitseinrichtungen auftretenden Variante, dem
HA (Hospital Associated)-MRSA, ist seit nunmehr 10
Jahren auch eine mit Nutztieren assoziierte Variante,
der LA (Livestock Associated)-MRSA, meist vom
klonalen Komplex (CC) 398, von Bedeutung.
Antibiotikaresistente Keime:
ESBL-Bildner
Wofür steht EBSL, wozu führt es, Behandlung?
ESBL steht für „ExtendedSpektrum Beta-Laktamase“.
Dabei handelt es sich um Enzyme, die das ß-
Laktamantibiotikum durch Spaltung des ß-Laktamrings
wirkungslos machen.
Die Bedeutung der ESBL-bildenden Bakterien liegt in
einer häufig unwirksamen initialen Antibiotikatherapie,
was zu einer erhöhten Sterblichkeit bei schweren
Infektionen führen kann.
ESBL produzierende Bakterien sind nicht pathogener als
empfindliche Bakterien. Das bedeutet, sie führen nicht
häufiger zu Erkrankungen, allerdings sind die
Behandlungsmöglichkeiten (Anzahl der zur Verfügung
stehenden Antibiotika) eingeschränkt.
Antibiotikaresistente Keime:
Colistin-resistente Keime
Der antimikrobielle Wirkstoff Colistin wird als eine der letzten
therapeutischen Möglichkeiten zur Behandlung von Infektionen
durch multiresistente Gram-negative Bakterien angesehen.
Ende 2015 wurde in China erstmals eine Plasmid-lokalisierte
übertragbare Form der Colistin-Resistenz in E. coli-Isolaten
beschrieben, seither ist das Colistin-Resistenz-vermittelnde Gen
mcr-1 weltweit in Nutztieren, im Menschen, in Lebensmitteln
und in Umweltproben festgestellt worden.
Wenngleich nach derzeitigem Wissensstand die Prävalenz dieses
Gens in humanen Isolaten noch als sehr niedrig anzusehen ist,
stellt das Vorkommen des mcr-1 Gens im Nutztierbestand und in
Lebensmitteln ein potentielles Risiko der Übertragung auf den
Menschen dar.
AB: Indische Gewässer extrem belastet
Problem, wie gelangen Bakterien dorthin, Touristen, Donau
-
Antibiotika-Fabriken in Indien könnten durch mangelnde
Abwasserreinigung zur Entstehung resistenter Killer-
Bakterien beitragen: Darauf weisen Untersuchungen am
Pharmastandort Hyderabad hin.
In Gewässern entwickeln Bakterien nach Angaben der
Experten in kürzester Zeit Abwehrmechanismen gegen
Antibiotika. Die resistenten Erreger könnten über Kontakt
mit dem Wasser oder über die Nahrungskette in den
menschlichen Körper gelangen, zum Beispiel den Darm.
Das sei nicht allein für die indische Bevölkerung, sondern
auch für Reisende ein Problem. Zahlreiche Indientouristen
kehrten mit multiresistenten Bakterien zurück, die sie
vorher nicht hatten. - Antibiotikaresistente Bakterien werden immer häufiger, auch in Böden und Gewässern: Grazer Wissenschaftler haben solche multiresistenten Keime nun in der Donau nachgewiesen.
- bei neuen AB → innerhalb 2-3 Jahre *
WHO-Liste: Die gefährlichsten Bakterien
Welche, wo kommen sie vor?
Die Weltgesundheitsorganisation WHO will den Kampf gegen antibiotika-resistente Bakterien verstärken: Sie hat heute erstmals eine Liste mit Bakterien veröffentlicht, die „die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit“ darstellen.
* Die stärkste Gefahr geht laut WHO von den Gattungen Acinetobacter, Pseudomonas sowie der Gruppe der Enterobacteriaceae aus - zu letzterer gehören etwa Klebsiella, E. coli, Serratia und Proteus. Diese Keime können tödliche Infektionen auslösen, etwa im Blut oder in der Lunge.
* Resistente Keime kommen oft in Krankenhäusern und Pflegeheimen vor.
Lösung AB-Resistenz?
3 konkrete Maßnahmen → Verwendung um 80& drosseln ließ
- Regulation des Einsatzes: 50 mg AB/kg Fleisch → glob. Reduktion 64%
- Einschränkung Fleischkonsums → weniger Massentierhaltung → Red. 66%
- Verteuerung Medikamente → 31%
- verantwortungsvoller Umgang mit AB
- Phagentherapie (Russland & Georgien)
- Viren, die Bakterien abtöten
- Blaulicht: bewirkt in Kombination mit dem Lebensmittelfarbstoff Curcumin (E100), dass sich Keime einfach selbst auflösen (Entstehung freier Sauerstoffradikale greifen die Zellmembranen an).
- Biofilme - Pseudomonas - deruginara
- Siderophore, Eisen, Gallium
- “Cefiderocol” - neues Ab
- Überwindung von Multiresistenzen
neuer Wissenschaftszweig: Soziomikrobiologie
Was, Bsp
- widmet sich der Entstehung von Mikrobengesellschaften
- denn wie Ameisen leben auch Bakterien in komplexen Verbänden, in denen sie miteinander kommunizieren und zum gegenseitigen Nutzen kooperieren
- krank machende Wirkung vieler infektiöser Bakterienstämme beruht auf ihrem Verhalten im Kollektiv → Interaktionen der Mikroben stören
→ deutlich kleineres Risiko der Resistenzbildung - Beispiel: Pseudomonas aeruginosa
(Erreger schwerer Lungeninfektionen)
Pseudomonas-aeruginosa-Bakterien kooperieren miteinander, was sie dazu befähigt, schwer zu bekämpfende Infektionen zu verursachen.
Pseudomonas aeruginosa
Was? Siderophore
- schüttet Signalmoleküle aus, die von anderen Mitgliedern ihrer Spezies mit Hilfe spezieller Rezeptoren erkannt werden
- Sobald genügend Artgenossen in der Nähe sind, beginnen sie gemeinsam, eine günstige Umgebung für sich zu schaffen. Sie sondern spezielle Moleküle ab, die zu einer Matte verkleben. Dort nisten sich die Zellen ein. Es entsteht ein so genannter Biofilm – auf dem Epithel der Lunge oder auf dem anderer Organe. In diesen Molekülrasen eingebettet sind die Mikroben vor Angriffen des Immunsystems geschützt.
- Bakterien wirken zusammen, um sich kollektiv Nährstoffe zu erschließenbenötigen z.B. Eisen – ist im menschlichen Körper schwer zu bekommen, da unsere Körperzellen dieses Element in Hämoglobin u.a. Moleküle einschließen, so dass es nicht mehr frei verfügbar ist
- setzen so genannte Siderophore (griech.: Eisenträger) frei → diese Moleküle entreißen den körpereigenen Molekülen die Eisenatome → Bakterien nehmen die beladenen Siderophore wieder auf und nutzen das Eisen für ihren eigenen Stoffwechsel
Mit “Haifischhaut” gegen Bakterien
- Nicht glatt und glitschig sondern rau fühlt sich die Haut von Haien an. US-amerikanische Forscher ließen sich jetzt von ihr zu einer neuen Art von Oberfläche inspirieren, die im Kampf gegen gefährliche Krankenhauskeime helfen soll.
- Die Oberfläche ist mit vielen, kleinen Zähnchen besetzt und mit feinen Rillen überzogen. Diese spezielle Struktur verringert den Strömungswiderstand, ein interessanter Aspekt für die Konstruktion von Flugzeugen.
- Daneben verhindert die Struktur die Besiedlung mit Meeresorganismen, wie Algen oder Seepocken. Dass letzteres auch für Bakterien zu gelten scheint, zeigte sich in der Studie.
- Den Forschern zufolge ließe sich die Verbreitung bakterieller Infektionen in Krankenhäusern verringern, wenn Oberflächen mit mikroskopisch kleinen Unebenheiten, ähnlich wie sie bei Haifischhaut zu finden sind, bedeckt wären.
- Die Wissenschaftler hatten hierfür getestet, wie gut Bakterien verschiedene Materialien zum Beispiel nach Niesen oder Berühren besiedeln können. Im Versuch bewährte sich die künstliche Haihaut-Oberfläche und schnitt sogar besser ab als eine herkömmliche antibakterielle Oberfläche – die Beschichtung mit einer Kupferlegierung, die Bakterien abtötet.
- Auf der den Haien abgeschauten Oberfläche siedelten sich 94 Prozent weniger der gefährlichen Krankenhauskeime an als auf glatten Oberflächen. Bei der antibakteriellen Kupferlegierung waren es “nur” 80 Prozent weniger Keime
AB-Krise
Problem, Lösung
Das Problem: Die Antibiotikakrise
- Die Entwicklung neuer Antibiotika ist sehr zeit- und kostenaufwendig
- Antibiotika wirken in einem breitem Spektrum, also unspezifisch und beeinträchtigen auch die natürliche und nützliche Bakterienflora.
- Viele Menschen vertragen keine Antibiotika aufgrund ihrer Nebenwirkungen oder wegen Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten.
- Immer häufiger sind die gängigen Antibiotika unwirksam gegen resistente Keime.
Die Lösung: Phagentherapie
- Das ist kein Grund, die Antibiotika abzulehnen. Diese Mittel waren und sind ein Segen für die Menschheit und werden es sicher auch bleiben. Trotzdem haben sie auch ihre Nachteile. Gerade die ausufernde und breite Anwendung in Medizin und Landwirtschaft verstärken das Problem.
- Deshalb ist es sinnvoll, Alternativen in Betracht zu ziehen. Es gibt einen natürlichen Feind von Bakterien:
- Die Bakteriophagen (Bakterienfresser),
gezielte Anwendung von Bakteriophagen zur Eindämmung einer bakteriellen Infektion nennt sich Pha-gentherapie:
Phagentherapie
Praktische Anwendung
- Wundinfektionen (z.B. nach Operationen oder Verbrennungen)
Hautinfektionen, Abszess, Akne, ..
Augenentzündungen
Lungenentzündung
Blasenentzündung (speziell chronische) - Bakterielle Geschlechtskrankheiten
Magen-Darm-Infektionen - Weniger geeignet bei Blut und Lymphe (Innere Infektionen), Hier zeigen sich die Vorteile der Antibiotika.
Phagentherapie
Schwierigkeiten & Vorteile
Schwierigkeiten
- Pathogene Keime lassen sich vielleicht nicht isolieren und vermehren. Dann ist der Einsatz der Phagen-therapie in Frage gestellt.
- Wirksame Phagen könnten nicht gefunden werden. Dann ist Phagentherapie nicht möglich Überdosierung von wirksamen Phagen kann einen anaphylaktischen Schock auslösen. Es gilt:
- Je mehr Keime, desto weniger Phagen und umgekehrt.
- Phagen könnten zu allergischen Reaktionen führen, auch wenn bisher darüber nichts bekannt ist.
Vorteile
- Keine Störung der Mikroflora wegen der hohen Spezifität der Phagen.
Keine Nebenwirkungen, die man von Antibiotika kennt.
- Kostengünstige Produktion wirksamer Phagen auch in hoher Menge, z.B. bei Epidemien.
- Geringere Gefahr von Resistenzbildungen, da auch Phagen genetisch varieren, und dadurch die Evolution für und nicht gegen uns arbeitet.
- Phagentherapie ist arbeits- nicht kostenintensiv. Arbeitsplätze können geschaffen werden.
- Je länger ein Labor arbeitet, desto effizienter wird es.
Synergie-Effekte zwischen Medizin und Mikrobiologie.
Phagentherapie
Theoretische Grundlagen
Theoretische Grundlagen
- Phagentherapie ist ein Mittel um die Anzahl ganz gewisser (spezifischer) Bakterien zu regulieren, tesser gesagt zureduzieren: Sie basiert also auf der Annahme, dass die Arwesenheit (ar falschen Ort) oder die zu große Anzahl von bestimmten Keimen eine Krankheit verursacht oder verschlimmert.
- Die Natur strebt immer nach dem Ausgleich. Wo Phagen fehlen, ist das Gleichgericht geston, Keine vermehren sich ungebremst und verursachen Beschwerden. Mit Hilfe der Phagentherapie wird dieses
Gleichgewicht wieder hergestellt:
- Werden alle Bakterien lysiert (zerstört), verschwinden auch die Phagen allmählich, da sie keine Wirtszet len mehr finden. Doch erst, wenn alle Phagen verschwunden sind, könnte eine Neuinfektion stattfinden.
- Diese Zeitspanne kann chronischen Entzündungen entgegenwirken,
Phagentherapie
Arbeitsweise
- Isolation der pathogenen Keime, Identifikation und Kultur (auch Dauerkultur, wenn möglich).
Wenn Phagen vorhanden, Test auf Wirksamkeit. Wenn nicht, oder vorhandene Phagen sind unwirksam,
Isolation von wirksamen Phagen aus den örtlichen Abwässern. - Phagen vermehren, filtern und waschen. Dauerkonserve anlegen. So entsteht ein Archiv.
- Anwendung beim Patienten.
Was sind Phagen?
Definition & Vermehrungszyklus
- Phagen sind winzige Partikel aus Proteinen und Nukleinsäuren.
Sie sind vergleichbar mit Viren, befallen aber nur Bakterien einer bestimmten Art oder sogar nur einer Un-tergruppe: Ein infiziertes Bakterium wird gezwungen, neue Phagen herzustellen und platzt dann auf. Tausende Phagen werden freigesetzt. Weitere Bakterien können dann infiziert werden. - Vermehrungszyklus
Der Phage dockt an eine Bakterienzelle an, injiziert seine DNS, und es beginnt die Produktion neuer Phagenbausteine. Diese bauen sich selbst zusammen und nach ca. einer halben Stunde sind die neuen Phagen fer-fig. Die Einzelheiten sind gut erforscht, jeder Mikrobiologe oder Genetiker hat davon schon gelesen oder gehört.
Neues AB soll Resistenzen überwinden: Cefiderocol
Aufbau & Wirkung gegen welche Erreger?
- Strukturell ist Celderocol ein Cephalosporin, an das eine Seitenkettemit einer Catechol-Struktur gekoppelt wurde. Dieses sogenannte Siderophor kann dreiwertiges Eisen binden und ist gewissermaßen der trop an der Sache. Denn aerobe gramnegative Bakterien brauchen Eisen und haben ein aktives Transportsystem. der eisenbeladene siderophore, um ihren Bedarf zu decken. Cefiderocol nutzt dieses System, um durch die äußere Zellmembran zu gelangen und dann durch Störung der Zellwandsynthese die Zelle zerstören
- In vitro sei Cefiderocol gegen alle wichtigen aeroben gramnegativen Erreger wirksam, auch gegen die von der WHO als Problemkeime eingestuften Carbapenem-resistenten Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa und Enterobacterales wie Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae,
