Pathogene Pilze: Superresistente Bakterien bedrohen die Welt

Im Kampf gegen die Epidemie sind unsere Gegner nicht nur das neue Coronavirus, sondern auch andere pathogene Mikroorganismen, die ebenfalls Öl ins Feuer gießen, Koinfektionen verursachen und den gesamten Behandlungsprozess erschweren können. Eine wichtige Gruppe davon sind pathogene Pilze .

Tatsächlich ist dies nicht das erste Mal, dass pathogene Pilze auf der historischen Bühne auftauchen. Im langen Kampf der Menschheit gegen Viren stellen diese eine enorme Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Am 6. April 2019 berichtete die New York Times über einen Pilz namens Candida auris mit dem Titel „Tödlicher Pilz ohne Heilung“. Dieser Pilz kann innerhalb von 90 Tagen etwa die Hälfte der infizierten Menschen töten, wobei die endgültige Sterblichkeitsrate bei 60 % liegt. Bis heute gibt es kein spezifisches Medikament dagegen.

Das Rätselhafteste daran ist, dass dieser Pilz gleichzeitig in allen Teilen der Welt auftauchte, als ob man das „geplant“ hätte, und dass es nur zehn Jahre dauerte, bis er von der Unbekanntheit zur weltweiten Ausbreitung überging …

Candida auris kann invasive Candidiasis wie Candida-Sepsis, Perikarditis, Harnwegsinfektionen und Lungenentzündung verursachen. Aufgrund seiner Multimedikamentenresistenz, der hohen Sterblichkeitsrate und der Schwierigkeit, eine Infektion zu diagnostizieren, wird Candida auris als „Superpilz“ bezeichnet. Derzeit wird Candida auris von den US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention als „dringende Bedrohung“ eingestuft.

Pilze in einer Laborschale (Bildnachweis: Beobachter)

Candida auris wurde erstmals 2009 im Tokyo Metropolitan Health and Longevity Medical Center in Japan entdeckt. Damals sammelte medizinisches Personal diese bis dahin nicht erfasste Candida-Art aus dem Gehörgang einer 70-jährigen Japanerin. Was Candida auris wirklich ins öffentliche Bewusstsein rückte, war ein Infektionsausbruch im Royal Brompton Hospital in Großbritannien im Jahr 2016. Damals gab es im Krankenhaus 72 Infektionsfälle und die Intensivstation war für zwei Wochen geschlossen. Da das Krankenhaus den Ernst der Lage im Anfangsstadium unterschätzte, gab es die Öffentlichkeit nicht sofort über die Situation im Krankenhaus Bescheid. Später stellte sich jedoch heraus, dass das Krankenhaus bereits mehrere Monate vor dem groß angelegten Eingreifen der Medien in die Berichterstattung einen internen Alarm ausgelöst und versucht hatte, den Bereich, in dem die Epidemie ausgebrochen war, zu sterilisieren.

Seitdem sind in vielen Ländern schwere Fälle von Candida-auris-Infektionen ausgebrochen. Der tragischste von ihnen war der großflächige Infektionsvorfall im Universitätskrankenhaus Valencia in Spanien. In dem großen Krankenhaus mit 992 Betten gab es damals insgesamt 372 Infektionsfälle, von denen 85 eine Candida-Bakteriämie entwickelten und 41 % innerhalb von 30 Tagen starben.

Was die Forscher derzeit am meisten verwirrt, ist der mysteriöse Ursprung dieses Pilzes und seine weltweite Verbreitung.

Da die ersten Fälle in Asien gemeldet wurden, vermuteten Wissenschaftler zunächst, dass der in Asien aufgetretene Stamm den Ausbruch in anderen Teilen der Welt ausgelöst habe. Nach dem Vergleich der genetischen Informationen von Stämmen aus Südasien, Venezuela, Südafrika und Japan stellten die Forscher jedoch überrascht fest, dass diese zu vier unabhängigen Zweigen gehörten und zwischen ihnen keine Vererbungsbeziehung bestand.

Weitere genetische Vergleiche zeigten, dass sich die vier Zweige vor Tausenden von Jahren vom selben Vorfahren abgespalten hatten und als harmlose Kolonien in der Umwelt auf der ganzen Welt existierten, bis etwa 2009 gleichzeitig resistente Stämme auftraten. Mit anderen Worten: Die weltweit verbreitete Candida auris trat fast gleichzeitig an verschiedenen Orten auf, mehrere Stämme entwickelten sich unabhängig voneinander an verschiedenen Orten und die Möglichkeit einer parallelen Übertragung zwischen ihnen ist sehr gering. Was genau ist der Grund dafür, dass sie gemeinsam den Eindruck erwecken, als hätten sie „gemeinsam geplant“, der Welt Schaden zuzufügen?

Leider ist die genaue Ursache noch immer unbekannt. Ausgehend von der Situation medikamentenresistenter Bakterien gingen die Forscher zunächst davon aus, dass der übermäßige Einsatz von Antimykotika in der klinischen Behandlung die Hauptursache für die Pilzresistenz sei. Obwohl es nicht viele Arten von Medikamenten zur klinischen Behandlung von Pilzinfektionen gibt, ist die Häufigkeit tödlicher Pilzinfektionen tatsächlich sehr gering und die Anwendungsszenarien und Probleme mit der Arzneimittelresistenz von Antimykotika sind nicht so häufig wie bei Bakterien.

Wenn also nicht der Missbrauch von Antimykotika die Schuld trägt, wer sollte dann die Schuld tragen? Die genaue Antwort ist schwer zu finden, aber der wahre Grund sind wahrscheinlich Pestizide, die zum Abtöten von Pilzen auf Pflanzen verwendet werden.

Pilze können nicht nur die Gesundheit von Tieren gefährden, sondern auch das normale Wachstum von Pflanzen. Daher ist es beim Anbau vieler Nutzpflanzen notwendig, pathogene Pilze im Boden regelmäßig abzutöten. Im Gegensatz zu den zahlreichen Antibiotika gibt es nur wenige Arten von Medikamenten zur Bekämpfung von Pilzinfektionen, und bei den meisten davon handelt es sich um Azolverbindungen. Pestizide, die Pflanzenpilze abtöten, enthalten außerdem Strukturen, die Azolverbindungen ähneln. Dies bedeutet, dass Pilze in der natürlichen Umgebung unter der Einwirkung von Pestiziden wahrscheinlich medikamentenresistente Mutationen entwickeln. Sobald sie den menschlichen Körper infizieren, können Antimykotika mit pestizidähnlicher Struktur nicht mehr wirken.

In Zukunft ist es neben der weiteren Erforschung des Zusammenhangs zwischen Pilzresistenz und Antibiotika und Pestiziden auch dringend erforderlich, neue Antimykotika mit unterschiedlichen antibakteriellen Mechanismen zu entwickeln. Da es sich bei Pilzen und menschlichen Zellen jedoch beide um eukaryotische Zellen handelt und zwischen beiden viele Verbindungen bestehen, schädigen Medikamente, die Pilzzellen abtöten, häufig auch normale menschliche Zellen. Derzeit können Menschen Antimykotika nur auf der Grundlage einiger weniger Unterschiede zwischen normalen menschlichen Zellen und Pilzzellen entwickeln. Leider sind die meisten dieser Medikamente gegen resistente Stämme nicht mehr wirksam.

Viele Wissenschaftler sind jedoch der Meinung, dass der Mensch nach wie vor von antimykotischen Pestiziden inspiriert werden kann. Dies liegt daran, dass es noch immer mehrere Arten von Pestiziden gibt, die eine geringe Toxizität für den Menschen aufweisen und gleichzeitig Pilze wirksam abtöten. Bei einer beträchtlichen Anzahl dieser Pestizide ist der bakterizide Mechanismus jedoch noch nicht vollständig verstanden. Es ist eine vernünftige Entscheidung, sich bei der Entwicklung neuer Medikamente von diesen antimykotischen Pestiziden inspirieren zu lassen.

Pilze, Bakterien und Viren, es ist schwer, sie auseinanderzuhalten

Zunächst einmal sind Viren vom Aufbau her am einfachsten, gefolgt von Bakterien, und Pilze sind komplexer als Bakterien.

Wenn Viren von Menschen angetriebene Pritschenwagen sind, dann sind Bakterien zumindest elektrische Dreiräder und Pilze wahrscheinlich die billigsten Autos.

Zweitens können alle drei Krankheiten beim Menschen verursachen, erfordern aber unterschiedliche Behandlungsansätze. Die meisten Antibiotika werden nur zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt. Viruserkrankungen müssen mit antiviralen Medikamenten behandelt werden, und auch für Pilzinfektionen gibt es entsprechende Antimykotika.

Und schließlich haben alle drei zwar zahlreiche große Feinde, die die menschliche Gesundheit gefährden, aber alle drei haben auch Verbündete, die für das menschliche Leben unverzichtbar sind. Viele Pilze sind in der Brau- und Fermentationsindustrie unverzichtbar. Viele Bakterien spielen eine wichtige Rolle bei der menschlichen Verdauung und dem Stoffkreislauf der Biosphäre. Unter den Viren gibt es auch Bakteriophagen, die den Menschen bei der Abtötung von Bakterien unterstützen oder ihm bei der Synthese von Proteinen helfen können.