Die Entwicklung eines neuen Antibiotikums ist sehr zeit- und kostenintensiv. Zunächst muss der Organismus, der den antibiotischen Wirkstoff bildet, identifiziert und das Antibiotikum an einer genügend großen Anzahl von Bakterien- bzw. Pilzarten getestet werden. Dann ist es erforderlich, diese Organismen in großem Maßstab zu züchten, so dass der antibiotische Wirkstoff gereinigt und chemisch analysiert werden kann, um seine Wirkungsweise nachzuweisen, die sich von der bisher bekannter Stoffe unterscheiden muss. Dies ist ein umfangreiches Verfahren, da bereits mehrere tausend Verbindungen mit antibiotischer Wirkung bekannt sind und diese auch häufig "neu" entdeckt werden. Nachdem sich das neue Antibiotikum im Tierversuch als geeignet zur Behandlung von Infektionen erwiesen hat, kann die Großproduktion beginnen.
Die antibiotikabildenden Bakterien- oder Pilzart wird dann in großen Gefäßen, so genannten Fermentern gezüchtet, die mit Nährlösung getränkt sind, künstlich belüftet und laufend auf beste Wachstumsbedingungen für den heranzuziehenden Organismus kontrolliert und entsprechend gesteuert werden. Das natürlich fermentierte Produkt wird möglicherweise noch chemisch modifiziert; man spricht in diesem Fall von halbsynthetischen Antibiotika.
Insgesamt erstreckt sich der Zeitraum von der Entdeckung eines antibiotischen Wirkstoffes im Labor bis hin zu den klinischen Versuchsreihen im Allgemeinen über einige Jahre, teilweise dauert dies bis zu einem Jahrzehnt.
Von den ca. 8000 bekannten Antibiotikas werden rund 190 als Arzneimittel gegen Bakterien- und Pilzinfektionen sowie als Cytostatika (hemmen das Zellwachstum und die Zellteilung) oder Immunsuppressive (unterdrücken das Immunsystem) verwendet.
Grenzen und Risiken
Antibiotika sind in Deutschland und in vielen anderen Ländern rezeptpflichtig. Dies hängt u. a. damit zusammen, dass Bakterien gegen bestimmte Antibiotika Abwehrmechanismen entwickelt haben; dadurch kann deren Wirksamkeit gehemmt sein, so dass der behandelnde Arzt über die Einnahme entscheiden und ihre Auswirkungen beurteilen und kontrollieren muss.
Resistenzen
Die Resistenz ist ein Abwehrmechanismus der Bakterien.
Einer der häufigsten dieser Abwehrmechanismen ist die Inaktivierung des Antibiotikums, was u.a. bei Penicillin und Chloramphenicol auftritt. Ein anderer Schutzmechanismus der Bakterien ist die Mutation. Dabei wird das jeweilige bakterielle Enzym, dessen Produktion durch das Medikament gehemmt wird, so verändert, dass diese Hemmfunktion nicht mehr wirkt. Diese Art der Resistenzbildung tritt bei Antibiotika auf, die die Proteinsynthese hemmen, z.B. den Tetracyclinen.
All diese Formen der Resistenz werden vom Bakterium auf seine Nachkommen vererbt.
Bei der Informationsübertragung über Plasmide können die Bakterien die Gene, die die Information für solche Resistenzmechanismen in sich tragen relativ leicht auch auf andere (meist verwandte) Bakterien übertragen.
Das Problem der Resistenzbildung wurde durch den bis vor kurzem noch üblichen, vorbeugenden Einsatz von Antibiotika zur Verhinderung von Infektionen - noch bevor diese überhaupt auftreten - zusätzlich verschlimmert. Auch deren wahllose und unangebrachte Anwendung beispielsweise gegen einfache Erkältungen und andere virale Infekte, gegen die sie gar nicht wirksam sind, bekämpft unnötig antibiotikasensible Bakterien und sorgt für die Entwicklung resistenter Stämme. Auch der Zusatz von Antibiotika in Geflügel- und Tierfutter hat die Ausweitung von Resistenzen gefördert und zu einer weit verbreiteten Kontamination von Fleisch und Geflügel mit antibiotikaresistenten Bakterien wie Salmonellen geführt, wodurch wiederum die von diesen verursachten Lebensmittelvergiftungen zunehmen.
Einige Bakterien, insbesondere einige Staphylokokkenstämme, sind mittlerweile gegen so viele Antibiotikaklassen resistent, dass Infektionen mit diesen Erregern nahezu unbehandelbar sind. Wenn solch ein Stamm die chirurgische Station eines Krankenhauses befällt, kann es manchmal erforderlich werden, die gesamte Abteilung für gewisse Zeit zu schließen.
Ebenso haben auch die Plasmodien (Erreger der Malaria) zunehmende Resistenz gegen Antibiotika entwickelt. Gleichzeitig wurden die Stechmücken, die die Plasmodien übertragen, resistent gegen Insektenschutzmittel, die gegen sie eingesetzt werden. Folglich wütet die Malaria wieder in Teilen Afrikas, des Nahen Ostens, Südostasiens und Lateinamerikas, nachdem die Häufigkeit von Malariafällen schon stark zurückgegangen war.
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