Resistenzmechanismen

Die Resistenzentwicklung bakterieller Infektionserreger gegen Antibiotika wird im Wesentlichen durch das genetische Potential und den Selektionsdruck, sowie durch den therapeutischen und besonders den unsachgemäßen Antibiotikaeinsatz bestimmt.

Antibiotika lassen sich entsprechend ihrer chemischen Struktur in verschiedene Gruppen einteilen. Die jeweilige Struktur bedingt die unterschiedlichen Wirkmechanismen der verschiedenen Substanzen. Sie greifen in diverse Prozesse bei der bakteriellen Entwicklung ein. Somit kann u.a. auch auf spezifische Keimspektren abgezielt werden.

Die Mechanismen der Bakterien, die zur Resistenzentwicklung führen, sind abhängig vom eingesetzten Antibiotikum und seiner Wirkungsweise. Entsprechend der vielfältigen Angriffspunkte der Substanzen entwickeln die Keime im Laufe der Zeit verschiedene Mechanismen zur Reduzierung oder Neutralisierung der Wirkung.

Bei vielen Mikroorganismen beruht die Resistenz gegenüber einem Antibiotikum ausschließlich auf der in den Chromosomen vorhandenen Erbinformationen (chromosomale Resistenz). Daneben kann aber auch extrachromosomale DNA Resistenz hervorrufen. Diese extrachromosomale Resistenz ist durch genetisches Material, das in Form von Resistenzplasmiden vorliegt, zwischen verschiedenen Bakterien übertragbar. Daneben beschleunigen bewegliche DNA-Segmente (Transposons und Genkassetten) die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen wesentlich. So kann z.B. die mehrfache Resistenz von Salmonellen oder Shigellen (gegen Sulfonamide, Tetracylin, Chloramphenicol und Streptomycin) auf einen empfindlichen E. coli Stamm übertragen werden. Eine Resistenzübertragung ist auch zwischen Bakterien der gleichen Art möglich. Sie kann im menschlichen Darm, auf weiteren Schleimhäuten des Körpers oder auf der Haut stattfinden.

Eine Kreuzresistenz (Parallelresistenz) liegt dann vor, wenn eine Resistenz gegen zwei oder mehr Chemotherapeutika vorliegt, die untereinander chemisch verwandt sind und/oder den gleichen Wirkungsmechanismus besitzen.

Bakterien gelten als multiresistent, wenn die Erreger gegen Antibiotika verschiedener unabhängiger Substanzklassen resistent sind und diese Substanzklassen normalerweise als wirksam für diese Keimspezies betrachtet werden können.

Beispiele für Resistenzmechanismen

• Bildung von inaktivierenden Proteinen: zum Beispiel ß-Lactmase gegen ß-Lactam-Antibiotika und Aminoglykoside oder Chloramphenicol-Acetyltransferase gegen Chloramphenicol.
• Herabsetzen der Bindungsfähigkeit für Antibiotika, indem sie Zielstrukturen, an denen diese üblicherweise binden, verändern. Dies vermindert die Wirksamkeit von Vancomycin, ß-Lactamen, Makroliden und Rifampicin.
• Veränderung der Permeabilität der Zellmembran. Dies hat eine verminderte Aufnahme des Antibiotikums zur Folge, vor allem von ß-Lactamen, Aminoglykosiden, Fluorchinolonen, Sulfonamiden und Trimethoprim.
• Bildung spezieller Transportproteine, sogenannte Efflux-Pumpen. Diese schleusen das Antibiotikum aus der Zelle wieder hinaus, vor allem Tetrazykline.
• Überproduktion derjenigen Proteine, deren Bildung üblicherweise durch das Antibiotikum unterbunden wird; der Überschuss garantiert die Funktionsfähigkeit der Bakterienzelle.
• Aufbau von Biofilmen. So wird nicht nur eine schützende Schleimschicht ausgebildet; innerhalb dieser Filme herrscht auch eine erleichterte und rege Kommunikation zwischen den Bakterien.