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Wie Fleming versehentlich Penicillin entdeckte. Und warum neue Antibiotika Sie nur für eine Weile retten werden
Wie Fleming versehentlich Penicillin entdeckte. Und warum neue Antibiotika Sie nur für eine Weile retten werden
Anonim

Das Leben vor der Entdeckung von Antibiotika ist schwer vorstellbar und beängstigend. Tuberkulose und viele andere Infektionen waren oft ein Todesurteil. Das Schicksal erduldete sie viel häufiger als heute: mehr Patienten – desto höher die Ansteckungswahrscheinlichkeit. Jeder chirurgische Eingriff wurde mit russischem Roulette verglichen. In den 1920er Jahren. Der amerikanische Psychiater Henry Cotton, der Geisteskranke mutmaßlich mit Organentnahmen behandelte, prahlte damit, dass seine Technik relativ sicher sei: Nur 33% seiner Patienten starben. Wie sich später herausstellte, log Cotton und die Sterblichkeitsrate erreichte 45%. Krankenhäuser waren Brutstätten für Infektionen (aber daran hat sich jetzt wenig geändert, und der Grund liegt gerade bei Antibiotika). Selbst ein gewöhnlicher Kratzer kann ins Grab führen und zu Gangrän oder Blutvergiftung führen. Vorhandene Antiseptika waren nur zur äußerlichen Anwendung geeignet und haben oft mehr geschadet als genützt.

Ein offenes Fenster und eine faule Melone haben alles verändert

Die Entdeckung von Antibiotika, genauer gesagt Penicillin, wird dem Schotten Alexander Fleming zugeschrieben, allerdings sind einige Vorbehalte zu machen. Schon die alten Ägypter trugen verschimmeltes, in Wasser getränktes Brot auf die Wunden auf. Knapp vier Jahre vor dem Unfall in Flemings Labor wurden die antibakteriellen Eigenschaften von Schimmelpilzen von seinem Freund André Grazia beschrieben. Nur Grazia dachte, dass Schimmel Keime nicht direkt abtötet, sondern nur das körpereigene Immunsystem anregt, und injizierte ihn zusammen mit abgestorbenen Bakterien. Welche Art von Schimmel die Wissenschaftlerin kultivierte und welche Substanz sie absonderte, ist unbekannt: Gracia erkrankte schwer, und als er wieder an die Arbeit ging, konnte er angeblich keine alten Aufzeichnungen und Proben finden.

Schimmel in einer Schale mit einer Bakterienkolonie. Transparente Kreise um den Pilz - Bereiche, in denen Bakterien abgestorben sind

Es war der Schimmel, der die Staphylokokken in Flemings Labor getötet hat. Es geschah zufällig: Die Sporen des Pilzes wurden vom Wind aus einem offenen Fenster verweht. Wie Grazia konnte die Wissenschaftlerin nicht richtig bestimmen, zu welcher Art von Heilschimmel gehört. Er konnte nicht einmal eine Substanz isolieren, die er Penicillin nannte - in den Experimenten verwendete der Schotte eine gefilterte "Brühe", in der Pilze wuchsen. Fleming beschrieb jedoch detailliert, wie sich dieses Filtrat auf verschiedene Bakterien auswirkt, verglich Schimmel mit anderen Arten und vor allem bewahrte er die Proben auf und verschickte sie auf erste Anfrage von Kollegen.

Eine solche Probe wurde fast zehn Jahre lang an der Universität Oxford aufbewahrt. 1939 isolierte der deutsche Einwanderer Ernst Cheyne reines Penicillin daraus, und sein Chef Howard Flory testete das Medikament an Tieren. 1945 erhielten sie und Fleming den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Norman Heatley, der das Team für die Schimmelpilzzüchtung leitete und auch eine Methode zur Reinigung des Antibiotikums erfand, blieb ohne Belohnung zurück, obwohl sein Verdienst nicht geringer war. Es genügt zu sagen, dass der erste Patient, ein 43-jähriger Polizist mit einer Gesichtswunde, seinen Urin filtern musste, um ihm das kostbare Penicillin zu extrahieren. Er fühlte sich schnell besser, aber es gab immer noch nicht genug Medikamente und einen Monat später starb er.

Als Oxford-Wissenschaftler die Wirksamkeit von Penicillin bewiesen, gab es den Zweiten Weltkrieg. Ein zuverlässiges antibakterielles Mittel war mehr denn je gefragt: Soldaten starben häufiger an Infektionen, die in Wunden übertragen wurden, als an den Wunden selbst. Aber britische Pharmaunternehmen wurden bereits mit Verteidigungsaufträgen überschwemmt, und so gingen Flory und Heatley 1941 in die Vereinigten Staaten. Schimmel in einer Flasche zu tragen, war zu riskant: Jemand könnte ihn stehlen und den Deutschen geben. Heatley fand einen Ausweg: Er bot an, das Fell mit Pilzsporen zu tränken.

Reinigung von Penicillin in einem Labor in England, 1943

Die Amerikaner konnten genau feststellen, welche Schimmelpilze bei Fleming aufkamen und gingen zu den Oxfords.Aber für die Massenproduktion verwendeten sie nicht es, sondern ein verwandtes, das sechsmal mehr Penicillin absondert. Sie wurde auf einer Melone gefunden, die eine Assistentin vom Markt mitgebracht hatte. Der Pilz wurde aus zuckerreichen Maisabfällen gefüttert. Sie begannen in riesigen Tanks mit einem elektrischen Rührer, durch den Luft geleitet wurde, Schimmel zu züchten. Wenn Ende 1942 amerikanisches Penicillin für weniger als 100 Patienten ausreichte, wurden 1943 bereits 21 Milliarden Dosen und 1945 6, 8 Billionen Dosen freigesetzt. Eine neue Ära hat begonnen.

Die medizinische Revolution geht zu Ende

Penicillin und andere Antibiotika, die in den ersten Nachkriegsjahrzehnten auftauchten, stellten die Medizin auf den Kopf: Die meisten pathogenen Bakterien wurden besiegt. Aber etwas geschah, das Fleming vorausgesehen hatte. Antibiotika sind uralte natürliche Waffen im endlosen Kampf der Arten ums Überleben. Bakterien geben nicht so schnell auf. Sie vermehren sich rasant: So teilt sich der Cholera-Erreger etwa einmal pro Stunde. An nur einem Tag hat Vibrio cholerae so viele Generationen von Nachkommen, wie Menschen seit der Zeit von Ivan III. geboren wurden. Das bedeutet, dass sich Bakterien genauso schnell entwickeln.

Der weit verbreitete Einsatz von Antibiotika - Millionen Tonnen über die gesamte Zeit gezählt - beschleunigt die Evolution nur: Resistente Bakterien produzieren Nachkommen, von Medikamenten befallene verschwinden. Ein Bericht an die britische Regierung aus dem Jahr 2016 ergab, dass jedes Jahr 700.000 Menschen durch antibiotikaresistente Mikroben sterben. Wenn nichts unternommen wird, werden bis 2050 jedes Jahr 10 Millionen Menschen sterben, und der wirtschaftliche Gesamtschaden wird unvorstellbare 100 Billionen Dollar erreichen.

Neue Antibiotika könnten das Problem teilweise lösen, treten aber immer seltener auf. Es ist für Pharmaunternehmen einfach nicht profitabel, sie auf den Markt zu bringen. Im Gegensatz zu manchen Antidepressiva müssen sie nur sehr selten eingenommen werden, und die extrem billigen Medikamente vergangener Generationen, die in Entwicklungsländern ohne Lizenz hergestellt werden können, konkurrieren mit neuen Medikamenten. Der gleiche Bericht an die britische Regierung schätzt, dass Antibiotika im Durchschnitt erst im 23. Jahr Gewinn machen, aber bald darauf läuft ihr Patent ab und jeder kann sie herstellen.

Mindestens die Hälfte der Antibiotika wird in der Landwirtschaft eingesetzt

Aber selbst wenn neue wirksame Antibiotika auf den Markt kommen, werden sich die Bakterien früher oder später sicher auch daran anpassen. Wie schnell dies geschieht, hängt davon ab, wie die Medikamente verwendet werden. Hier gibt es zwei Probleme. Erstens wird mindestens die Hälfte der Antibiotika in der Landwirtschaft eingesetzt: auf riesigen Viehfarmen, wo Vieh, Vögel und Fische fast auf dem Kopf leben – und wo sich die Infektion rasant ausbreitet. Zweitens werden in vielen Ländern Antibiotika rezeptfrei verkauft, also unkontrolliert eingenommen. Tatsache ist jedoch, dass die Bewohner dieser Länder manchmal entweder niemanden haben, an den sie sich wenden können, oder nichts, an den sie sich wenden können. Sie ohne Antibiotika zu verlassen, ist zum Tode verurteilt.

Auf billige tierische Proteine ​​zu verzichten und alle Bedürftigen medizinisch zu versorgen, ist viel schwieriger, als eine neue Heilform zu finden und ein darauf basierendes Medikament auf den Markt zu bringen. Aber bis diese beiden Probleme gelöst sind, wird die Suche nach neuen Antibiotika nur die Zeit verzögern, in der ein Schnitt an einem Finger zum tödlichen Risiko wird.

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