Bakterien, die häufig Harnwegsinfektionen verursachen, können sich so schnell ausbreiten wie die Schweinegrippe. E. coli-Stämme, die gegen mehrere Antibiotikaklassen resistent sind, verhalten sich jedoch anders.
Escherichia coli (E. coli) ist weltweit die häufigste Ursache für Harnwegs- und Blutstrominfektionen. Viele Patienten werden daher mit Antibiotika behandelt, doch einige E. coli-Varianten sind multiresistent geworden, was die Behandlungsmöglichkeiten einschränkt und eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit darstellt.
„Aus diesem Grund wollten wir verstehen, wie schnell sich neue E. coli-Varianten in der Bevölkerung ausbreiten. Unsere Ergebnisse liefern weitere Anhaltspunkte, um die grundlegenden genetischen Faktoren für die unterschiedliche Übertragbarkeit zu entschlüsseln“, erklärt Professor Jukka Corander vom Institut für Grundlagenmedizin der Universität Oslo (UiO).
Er betont, dass die Forschung in diesem Projekt nicht jene E. coli-Stämme berücksichtigt, die Lebensmittelvergiftungen verursachen, welche typischerweise Symptome wie Erbrechen, Durchfall und Fieber hervorrufen.
Es ist schwieriger herauszufinden, wie infektiös Bakterien sind
. In den letzten Jahren gab es Pandemien durch Viren wie COVID-19 und die Schweinegrippe. Das wichtigste Instrument von Epidemiologen ist die Messung der Übertragbarkeit eines Virus mithilfe der sogenannten Basisreproduktionszahl R0. Die Bestimmung der R0 für bakterielle Krankheitserreger ist jedoch weitaus komplexer und wird selten durchgeführt.
„Während Virusinfektionen typischerweise schnell zu spürbaren Symptomen führen, können opportunistische Krankheitserreger wie E. coli bis zu mehrere Monate im Darm überleben, ohne Probleme zu verursachen. Erst wenn sie in andere, normalerweise sterile Körperbereiche wie die Blutbahn gelangen, lösen sie eine Infektion aus“, erklärt Corander. Die
meisten Menschen, die von diesen Bakterien besiedelt werden, erkranken nicht.
In einer neuen Studie , die in Nature Communications veröffentlicht wurde , haben Wissenschaftler erstmals die Basisreproduktionszahl (R0) von E. coli in einer menschlichen Gemeinschaft bestimmt. Die R0 gibt an, wie viele andere Menschen ein durchschnittliches Individuum in einer Population ohne Immunität oder Infektionsschutzmaßnahmen ansteckt.
Die Forscher sammelten Daten von zahlreichen Patientenproben in Norwegen und Großbritannien und untersuchten drei eng verwandte Genotypen von E. coli. Diese drei Typen begannen sich Anfang der 2000er-Jahre auszubreiten und gehören alle zum selben Haupttyp ST131, der 2008 entdeckt wurde, nachdem er bereits eine weltweite Pandemie ausgelöst hatte. Da ST131 so viele Harnwegs- und Blutstrominfektionen verursacht, steht er seit seiner ersten Entdeckung im Fokus der internationalen Wissenschaft.
„Wir haben festgestellt, dass sich ein Typ, ST131-A, genauso schnell verbreitete wie bestimmte Viren, die weltweit große Ausbrüche verursacht haben, beispielsweise die Schweinegrippe (H1N1). Das war ziemlich überraschend, denn während die Schweinegrippe über eingeatmete Tröpfchen in der Luft übertragen wird, verbreitet sich E. coli nicht auf diesem Weg. Es nutzt einen deutlich längeren Übertragungsweg über die fäkal-orale Übertragung, bei der Bakterien aus dem Stuhl auf Hände und Oberflächen gelangen oder Lebensmittel und Getränke verunreinigen“, erklärt Corander.
Multiresistente E. coli verbreiteten sich nicht so schnell.
Die beiden anderen von den Wissenschaftlern untersuchten E. coli-Varianten, ST131-C1 und ST131-C2, sind gegen mehrere Antibiotikaklassen resistent und stellen daher ein größeres Infektionsrisiko dar. Diese beiden werden jedoch nicht so leicht zwischen gesunden Menschen übertragen.
„Das klingt zunächst gut, aber wir haben einige weitere Herausforderungen festgestellt“, so der Professor.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass multiresistente E. coli-Bakterien vor allem in Krankenhäusern und Pflegeheimen übertragen werden, wo sich die geschwächten Patienten befinden. In diesen Fällen kann eine Infektion lebensbedrohlich sein, da mehrere Antibiotikaklassen gegen diese Bakterien wirkungslos geworden sind.
Multiresistente E. coli überleben vermutlich besser in unwirtlichen Umgebungen.
Corander erklärt, dass die in der Studie untersuchten multiresistenten Genotypen sehr widerstandsfähig und überlebensfähig geworden zu sein scheinen. Sie trotzen wahrscheinlich den in Gesundheitseinrichtungen häufig verwendeten Desinfektionsmitteln und haben sich offensichtlich genetisch so angepasst, dass sie in solchen Umgebungen überleben können.
„Die Schlussfolgerung, dass multiresistente E. coli-Varianten nicht so leicht zwischen gesunden Menschen übertragen werden, legt nahe, dass diese Bakterien zusätzlich durch Medikamente unterstützt werden, den ständigen Kampf zwischen verschiedenen E. coli-Typen zu überstehen. Die Hypothese lautet, dass die Gabe von Antibiotika und anderen Medikamenten an Krankenhauspatienten die konkurrierenden, empfindlicheren Bakterien abtötet und so den multiresistenten E. coli zum Durchbruch verhilft“, erklärt er.
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