Sich selbstlos für die Gemeinschaft zu opfern, klingt zunächst nach einer alten Heldensage. Wie wichtig dieses Verhalten jedoch auch für Bakterien ist, um eine Antibiotikatherapie zu überleben, zeigte kürzlich ein deutsch-niederländisches Forschungsteam.
Altruistische Prokaryoten
Um Antibiotikaresistenzen besser zu umgehen, sind die Mechanismen von Bakterien immer wieder Gegenstand von Forschungsarbeiten. Hierbei werden unter anderem kollektive Strategien der Bakterienkulturen analysiert. So auch in einer aktuellen Studie, in der zwei verschiedene Stämme von E. coli-Bakterien und ihre Reaktion auf das Beta-Lactam-Antibiotikum Cefotaxim untersucht wurde. Dabei zeigte sich: Die sterbenden Bakterien setzen Beta-Lactamase (AmpC) frei, wodurch sie indirekt zum Schutz der übrigen Bakterien beitragen. Die Forschenden sprechen von einem „altruistischen“ Zelltod zur Sicherung der Gesamtpopulation. Die Produktion von AmpC in lebenden Zellen gilt zwar als bekannter Resistenzmechanismus, hierbei bleibt das Enzym jedoch in der Bakterienzelle und sichert lediglich das eigene Überleben. Prof. Dr. Joachim Krug, Universität zu Köln, sagte:
Das Absterben eines Teils der Bakterien trägt somit maßgeblich zum langfristigen Überleben der Gesamtpopulation bei, was als Beispiel für altruistisches kollektives Verhalten interpretiert werden kann.
Darüber hinaus konnten die Forscher zeigen, dass der Beitrag des Zelltods sich zwischen den beiden untersuchten Bakterienstämmen unterschied: Ein Stamm (K12) baute das Antibiotikum primär periplasmatisch in der lebenden Zelle ab, der andere (REL606) primär extrazellulär durch lysierte Zellen. In der Praxis bedeute dies, dass die Bakterien wohl auch unterschiedlich auf Beta-Lactamase-Hemmer reagieren, die zur Überwindung von Resistenzen eingesetzt werden. Auf Grundlage ihrer Experimente haben die Forschenden ein kinetisches Modell entwickelt, das die Wachstumsdynamik der beiden E. coli-Stämme beschreibt.
Mechanismen verstehen, Resistenzen überwinden
Das bakterielle Überleben gegenüber Beta-Lactamen hängt wohl von einer Kombination aus intra- und extrazellulärer Enzymaktivität ab, die sich scheinbar zwischen verschiedenen Bakterienstämmen unterscheidet, fassen die Forschenden zusammen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit können dabei helfen, bakterielle Resistenzen besser zu verstehen sowie bestehende und zukünftige Antibiotika zu verbessern.
Quelle
Pressemitteilung „Wie sich Bakterien opfern, um Antibiotika unwirksam zu machen“ der Universität zu Köln vom 16.07.2026.
Gross R, Mungan M, Das SG, et al. Contributions of intra- and extracellular antibiotic degradation to collective β-lactam survival. Proc Natl Acad Sci U S A. 2026;123(29):e2526410123. doi:10.1073/pnas.2526410123.
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