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Phagen – hilfreiche Viren im Kampf gegen bakterielle Infektionen

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Phagen - hilfreiche Viren gegen bakterielle Infektionen | Video verfügbar bis 11.10.2020

"Virus" – das klingt nach Bedrohung. Viren gelten als böse Krankheitserreger und wir können froh sein, wenn wir so wenig mit ihnen zu tun haben wie nur eben möglich. Doch das ist nicht die ganze Wahrheit. Denn es gibt auch Viren, die uns helfen können. Indem sie krankmachende Bakterien in unserem Körper bekämpfen und vernichten.

Diese Viren, sogenannte Bakteriophagen, werden seit vielen Jahrzehnten vor allem in Staaten der ehemaligen Sowjetunion, insbesondere Georgien, eingesetzt. Im Westen verlor die Phagentherapie dagegen mit dem Siegeszug der Antibiotika an Bedeutung. Doch in Zeiten, in denen immer mehr Bakterien gegen Antibiotika resistent werden, rücken Phagen bei uns wieder zunehmend in den Blickpunkt. Auch bei Christine Rohde und Johannes Wittmann. Die Braunschweiger Mikrobiologen sind auf der Suche nach Phagen. Und sie finden sie vor allem dort, wo viele Bakterien sind. Etwa in Kläranlagen oder im Wasser des Flusses Oker. "Das ist ein großer Fluss", sagt Christine Rohde, "wo auch ein bisschen Verschmutzung oder vielleicht Umweltkeime drin sind von Pflanzenresten. Und wir haben die ganz große Hoffnung, Bakteriophagen zu finden gegen sogenannte Krankenhauskeime."

Erfolg im Labor

Spuren der Phagne in einem Bakterienrasen.
Phagen haben deutliche Spuren in den Bakterienrasen gefressen.

Im Moment sind sie auf der Suche nach Phagen gegen Pseudomonas aeruginosa - ein multiresistentes Bakterium, das unter anderem schwerste Lungenentzündungen auslösen kann. Doch stecken tatsächlich wirksame Bakteriophagen in der Flusswasser-Probe? Um das herauszufinden, wird eine gefilterte Probe des Wassers auf den Nährboden einer Petrischale gestrichen. Dort befinden sich bereits die Pseudomonas-Bakterien. Die Wissenschaftler hoffen nun, dass Phagen aus dem Fluss die Bakterien zerstören.

Doch wie machen Phagen das? Zunächst dockt der Phage an die Zellwand des Bakteriums an. Dann bohrt er hindurch und injiziert sein Erbgut ins Innere. Daraus werden neue Phagen gebildet. Mit Hilfe eines Enzyms greifen sie die Zellwand des Bakteriums an, lösen sie auf und zerstören den Krankheitserreger dadurch endgültig. Die freigesetzten Phagen suchen sich nun die nächsten Opfer. Gibt es keine Opfer mehr, zerfallen die Phagen.

Doch haben es auch Christine Rohdes Phagen geschafft, die Bakterien zu zerstören? "Ja, wir hatten richtig Glück", sagt die Forscherin. "Wir haben in der Oker, in dem Flusswasser, einen sehr aktiven Phagen gegen Pseudomonas aeruginosa gefunden. Und das sieht man an dieser ganz klaren Zone." Christine Rohde zeigt uns die Petrischale, auf der die Phagen regelrechte Löcher in die Bakterienkultur gefressen haben.

Phagentherapie nur in Ausnahmefällen

Thomas Rose
Thomas Rose hat Patienten erfolgreich mit Phagen behandelt.

Trotz dieser Fähigkeiten sind Phagen bei uns nicht offiziell zur Behandlung von Infektionskrankheiten zugelassen. Nur in Notsituationen dürfen Mediziner sie nutzen. "Ärzte können Phagen einsetzen, um das Leben eines Patienten zu retten", erläutert Rohde. "Aber es braucht sehr viel bürokratischen Aufwand und Versicherungsaufwand, bis es dazu kommt."

Und so kommen Phagen-Präparate bei uns nur selten zum Einsatz. Carola H. war so ein Fall. Bei einer Knieoperation infiziert sie sich mit multiresistenten Bakterien – und lebt jahrelang mit einer offenen Wunde. "Jede Bewegung", sagt sie, "jeder Schritt, alles Schmerzen, alles wird zur Katastrophe."

Die Ärzte sehen nur noch einen Ausweg: Die Amputation des Beins. Doch dann erfährt Carola H. zufällig von der Phagentherapie. Sie findet einen Mediziner, der sie damit behandelt. Und tatsächlich: Die jahrelang offene Wunde schließt sich. "Das war für mich eigentlich unfassbar", erinnert sie sich. "Wenn man vorher probiert und probiert und probiert – und immer wieder geht es auf. Und dann innerhalb von kürzester Zeit ohne großen Aufwand, ohne viele Operationen, nur eine einzige. Ja, und dann war das zu."

Studie soll Wirksamkeit zeigen

Bakteriophagen unter dem Elektronenmikroskop.
Bakteriophagen unter dem Elektronenmikroskop.

Auch Thomas Rose konnte schon eine Patientin vor einer Amputation bewahren. Im Brüsseler Queen Astrid Military Hospital hat er in den vergangenen Jahren bereits mehrere scheinbar hoffnungslose Fälle mit Phagen therapiert. "Bei den Patienten, die wir bis jetzt mit Phagen behandelt haben", sagt Rose, "haben wir gute Resultate gehabt am Ende der Behandlung. Das heißt, Wunden, die über sehr lange Zeit offen waren, konnten wir schließen, die Patienten waren zufrieden, schmerzfrei."

Auch aufgrund solcher Erfolgsgeschichten hat die EU 3,8 Millionen Euro in eine klinische Studie gesteckt. Rose und weitere Mediziner setzen an mehreren europäischen Kliniken Phagen bei Patienten mit infizierten Brandwunden ein. Die Studie soll zeigen, wie effektiv die Phagen sind. Und: Ob sie für die Patienten wirklich ungefährlich sind.

Denn Phagen sind für den menschlichen Körper nicht nur Helfer, sondern auch Eindringlinge. Kritiker der Phagentherapie befürchten, die Viren könnten eine Reaktion des Immunsystems auslösen. Für Rose ist das ein denkbares Risiko, das in der Studie anhand von Blutanalysen beobachtet werden soll. Insgesamt ist er jedoch optimistisch: "Die Phagen greifen nur das Bakterium an, aber nicht den Menschen selbst. Wir haben eine kleine Sicherheitsstudie gemacht. Da haben wir gezeigt, dass wir keine Nebenwirkungen hatten." Auch von Kollegen in Polen und Georgien seien ihm keine Fälle mit Komplikationen bekannt.

Medikamente der Zukunft?

Wissenschaftler öffnet einen Behälter, in dem Phagen gelagert werden.
Gesammelte Phagen lagern in flüssigem Stickstoff.

Phagen haben noch einen weiteren Vorteil: Denn bestimmte Phagen greifen nur bestimmte Bakterien an. Anders als Breitband-Antibiotika zerstören die eingesetzten Phagen also nicht alle Bakterien, sondern nur die krankmachenden. All das weckt große Hoffnungen. Doch es bedarf weiterer Forschung, auch in Braunschweig. Hier lagern – gekühlt in flüssigem Stickstoff – mehr als 350 verschiedene Phagenarten. Und so manche davon lassen sich nicht nur gegen chronische Wunden, sondern auch gegen andere Erkrankungen durch resistente Bakterien einsetzen.

"Ich glaube ganz bestimmt", sagt Christine Rohde, "dass wir, in die Zukunft geblickt, Phagen-Therapie in der EU etabliert haben werden. Aber es wird noch einige Jahre brauchen." Sollte die Phagen-Therapie dann wirklich grünes Licht bekommen, lagern vielleicht hier in Braunschweig bereits einige der wichtigsten Medikamente der Zukunft.

Autor: Carsten Schollmann (HR)

Stand: 12.10.2015 15:50 Uhr