Wenn Viren gesund machen

Wo Antibiotika nicht mehr wirken, sollen sogenannte Phagen Bakterien bekämpfen. Können die Winzlinge wirklich helfen?

Keine Mondlandefähre, sondern eine raffinierte biologische Maschine: Ein Bakteriophage. Foto: Getty Images

Keine Mondlandefähre, sondern eine raffinierte biologische Maschine: Ein Bakteriophage. Foto: Getty Images

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Die Bakterien sitzen in seinen Knochen, seit 45 Jahren. Als Jugendlicher war Rainer Guntermann nachts auf einem Feldweg gestolpert, hatte sich das linke Schienbein gebrochen. Kein besonders komplizierter Bruch, er sollte bald wieder genesen sein. Doch dann, irgendwie, gerieten die Bakterien in seinen Unterschenkelknochen. Wo er sich damit infizierte, kann er nicht genau sagen, vermutlich im Krankenhaus.

Seither ist sein linkes Bein stets das schwächere, immer wieder plagte ihn die Entzündung im Knochenmark. Vor zwei Jahren wurde es besonders schlimm, die Ärzte sprachen bereits von einer Amputation. Antibiotika konnten die Bakterien nicht abtöten. «Ein Jahr lang habe ich nach einem Ausweg gesucht», sagt Guntermann. Bis er sich einer aussergewöhnlichen Therapie unterzog.

Im Bundeswehr-Krankenhaus in Berlin behandelten ihn die Ärzte mit Bakteriophagen. Das sind Viren, die Bakterien befallen. Sie gelten als Hoffnung für Patienten, die mit antibiotikaresistenten Bakterien infiziert sind und mit chronischen Infektionen kämpfen. Noch allerdings fehlen grosse klinische Studien, in denen der Therapieerfolg mit Phagen endgültig nachgewiesen wurde. Und doch: «Der Hype um die Phagen ist gerade enorm», sagt Christine Rohde, Kuratorin der Phagensammlung am Leibniz-Institut DSMZ in Braunschweig.

Vor mehr als 100 Jahren hatte der Biologe Félix d'Hérelle die Winzlinge erstmals beschrieben.

Phagen injizieren ihr eigenes Erbgut in Bakterien und bringen sie so dazu, neue Phagen zu produzieren, so viele, bis die befallenen Bakterien schliesslich platzen. Sind alle Bakterien vernichtet, sterben auch die Phagen ab. «Das macht sie für unsere Forschung so charmant», sagt Rohde.

Phagen sind dabei wählerisch, sie befallen fast immer nur bestimmte Stämme einer Bakterienart. Daher sucht Rohde nach möglichst vielen verschiedenen Phagen. Vor allem in Kläranlagen wird sie fündig, in Tümpeln oder Klinikabwasser. Auch gegen den Erreger, der in Rainer Guntermanns Knochen nistet, liegen bereits Phagen in Rohdes Sammlung. Insgesamt lagern dort etwa 700 Stämme, deren Eigenschaften die Mikrobiologin untersucht.

In den USA haben Forscher sogar erstmals die Eigenschaften von Phagen gentechnisch verändert, um sie an einen Bakterienwirt anzupassen. Im Fachblatt Nature Medicine berichtete das Team aus Ärzten und Biologen kürzlich, wie sie die Phagen für die Behandlung einer 15-Jährigen in einem Londoner Krankenhaus verwendeten. Nach einer doppelten Lungentransplantation hatten sich die Wundnähte, Knochen und Organe der Patientin mit einem multiresistenten Erreger infiziert, die Überlebenschancen des Mädchens waren minimal.

Von der Universität Pittsburgh erhielten die Ärzte drei passende Phagen-Stämme, doch zwei davon nisteten sich nur im Bakterium ein, vermehrten sich aber nicht. Daraufhin beschlossen die Wissenschaftler, ein Gen in diesen Viren auszuschalten, damit auch sie sich ungehemmt vermehren konnten. Mit Erfolg: Nach 32 Wochen intravenöser Therapie waren die Bakterien fast vollständig aus dem Körper des Mädchens verschwunden. «Hier geht die Zukunft sicher hin, gerade wenn es um individuell zugeschnittene Therapien geht», sagt Rohde.

In einem Jahr sollen gesunde Probanden die Sicherheit des Phagencocktails testen.

Dabei haben die Phagen selbst eine lange Vorgeschichte. Vor mehr als 100 Jahren hatte der französisch-kanadische Biologe Félix d'Hérelle die Winzlinge erstmals beschrieben. Er nannte sie Bakterienfresser, Bakteriophagen. Gemeinsam mit seinem georgischer Kollege Georgi Eliava gründete er später das erste Institut für Phagenforschung in Tiflis. Ungeachtet dessen, dass Alexander Fleming in den 1920er-Jahren das Penicillin entdeckt hatte und damit der Siegeszug der Antibiotika begann, trieben die Forscher ihre Phagenforschung voran. Das Eliava-Institut besteht bis heute, viele Apotheken in Georgien bieten Phagencocktails als Therapie an.

Um eine Phagentherapie prinzipiell anwenden zu können, müsste sie als Arzneimittel zugelassen sein. In Deutschland läuft ein entsprechendes Projekt: Rohde und Kollegen bereiten seit 2017 die erste klinische Studie namens Phage4Cure vor. Zunächst möchten sie chronische Lungeninfektionen bekämpfen. Passende Phagen hat Rohde bereits in ihrer Sammlung gefunden, bald sollen die präklinischen Versuche an Mäusen an der Charité beginnen. In einem Jahr sollen gesunde Probanden die Sicherheit des Phagencocktails testen. Vor dem Einsatz werden sämtliche bakteriellen Restbestandteile entfernt, die bei der Phagenproduktion anfallen. Denn vor allem auf giftige Zerfallsprodukte der Bakterien könnte das Immunsystem der Patienten empfindlich reagieren.

Belgische Mediziner können seit Januar 2018 eine Phagentherapie anbieten In der klinischen Studie sollen die Phagen dann Bakterien vernichten, die mit Antibiotika schwer zu bekämpfen sind, ähnlich wie bei Rainer Guntermann. Mukoviszidose-Patienten zum Beispiel leiden oft an sackförmigen Ausweitungen ihrer Bronchien. Dort sammelt sich Lungensekret, in dem sich die Krankheitserreger besonders gut vermehren.

«Es wäre für diese Patienten ein Segen, wenn wir die Bakterien mit Phagen auslöschen könnten», sagt Martin Witzenrath, stellvertretender Direktor der Klinik für Infektiologie und Pneumologie an der Charité in Berlin, der die Patienten der geplanten Studie behandeln wird.

Hoffnung für Mukoviszidose-Patienten: Im Lungensekret vermehren sich Bakterien besonders gut. Foto: Silas Stein, Keystone

Optimistisch stimmte ihn ein Bericht von Kollegen der Yale University. Auch deren Patienten litten an einer Infektion mit Pseudomonas aeruginosa. Nachdem die Lungenkranken sieben Tage lang eine Phagenlösung inhaliert hatten, waren bei neun der zehn Behandelten deutlich weniger Bakterien in den Bronchien vorhanden. «Sogar ihre Lungenfunktion hatte sich verbessert», sagt Witzenrath. Allerdings wüssten die Mediziner noch nicht, was mit den anderen Krankheitserregern in der Lunge passiert, wenn die Phagen gezielt eine Bakterienart ausschalten. «Da sind noch viele Fragen offen.»

Und wie praktikabel ist die Phagentherapie im klinischen Alltag?

Daher wehrt sich der Mediziner gegen allzu grosse Erwartungen, wenn es um den Einsatz der Phagentherapie geht. Die erste grosse europäische Studie namens Phagoburn zum Beispiel wurde vor zwei Jahren frühzeitig abgebrochen.

In einem von der EU finanzierten Projekt hatten Mediziner in Belgien und Frankreich Patienten mit infizierten Brandwunden mit Phagen behandelt. Die Erwartungen waren hoch, denn die Tierversuche waren vielversprechend verlaufen. Bis zum Studienabbruch hatten die Ärzte 26 Patienten behandelt. Die Hälfte von ihnen erhielt sieben Tage lang eine Phagenlösung auf die Wunde, die andere die Standardbehandlung mit einer antibakteriell wirkenden Creme.

Bald mussten die Forscher jedoch feststellen, dass die Phagentherapie deutlich weniger Bakterien vernichtete als die Creme. Womöglich, weil die Konzentration der Phagen in der verabreichten Lösung zu niedrig war.

Die Mikrobiologin sucht passende Phagen für 460 Bakterienstämme von Patienten.

Trotz des Rückschlags behandeln die beteiligten belgischen Mediziner ihre Patienten weiter mit Phagen. «Seit 2008 kamen unsere Phagen bei 30 bis 40 Patienten zum Einsatz», berichtet der Biotechnologe Jean-Paul Pirnay vom Königin-Astrid-Militärkrankenhaus in Brüssel. Belgische Mediziner können seit Januar 2018 eine Phagentherapie anbieten, ohne, wie früher, aufwendige Anträge für individuelle Heilversuche stellen zu müssen.

Wie praktikabel dieser Ansatz im klinischen Alltag ist, möchte der Unfallchirurg Christian Willy vom Bundeswehrkrankenhaus in Berlin im neuen Projekt Phagoflow herausfinden. Insgesamt 50 Menschen mit infizierten Wunden will er mit Phagen therapieren. 460 Bakterienstämme von Patienten hat das Berliner Team bereits an Christine Rohde nach Braunschweig geschickt. Die Mikrobiologin sucht dort die passenden Phagen, und Kollegen bereiten diese Exemplare so auf, dass Willy sie künftig in der Klinikapotheke lagern kann.

Ausserhalb des Projekts hat der Mediziner bislang zwei Patienten mit Phagen therapiert, einer davon war Rainer Guntermann. Dessen Entzündung hat sich seither beruhigt, sagt Willy. Doch ob das wirklich an den Phagen liegt, müssen die Ärzte noch prüfen.

Erstellt: 24.08.2019, 22:24 Uhr

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