Immun gegen zehn Antibiotika

5000 Jahre alter Superkeim in rumänischer Eishöhle entdeckt

Ein seit 5000 Jahren eingefrorenes Bakterium hat sich als multiresistenter „Superkeim“ entpuppt: Die Mikrobe aus einer rumänischen Eishöhle ist gegen zehn moderne Antibiotika immun und trägt mehr als 100 Resistenzgene in ihrem Genom.

Von Markus Brauer

Es sieht nicht gut aus für die Menschheit. Nicht weil, wie einige jetzt vermuten könnten, wegen des Klimawandels. Der Grund ist viel profaner und erschreckender: Die drastische Zunahme an antibiotikaresistenten Keimen, an deren Infektionen – so wissenschaftliche Schätzungen – bis zum Jahr 2050 weltweit fast 40 Millionen Menschen zum Opfer fallen können.

Epidemien aus dem ewigen Eis?

Manche Forscher halten es für möglich, dass Viren und Bakterien, die lange Zeit in Dauerfrostböden oder Gletschern eingefroren waren wie in einer riesigen Tiefkühltruhe neue, ungeahnte Epidemien auslösen könnten. Das Viren-Erbgut in Bakterien könnte zur Entstehung von Antibiotika-Resistenzen beitragen, gegen die es kein Heilmittel gäbe.

Fakt ist: Krankheitserreger können auch tiefe Temperaturen für sehr lange Zeit unbeschadet überstehen und beim Auftauen des nur vermeintlich ewigen Eises wieder aktiv werden. Das Eis von Gletschern, Höhlen und dem Permafrost ist eine Zeitkapsel: In ihm sind Jahrtausende alte Organismen eingefroren, die beim Auftauen wieder zum Leben erwachen können.

Wiedererwachen uralter Mikroben

2024 erweckten Forscher Bakterien wieder, die rund 40.000 Jahre im Eis Alaskas konserviert waren. Auch Rädertierchen, Fadenwürmer und Viren wurden schon aus dem Permafrost geborgen und reanimiert.

Französische Forscher berichten 2022 über ein Virus, dass fast 50.000 Jahre im sibirischen Permafrost überdauert hatte und nach dem Auftauen wieder in der Lage war, Amöben zu infizieren. Warum dann nicht auch Menschen?

Wie gefährlich ist das Wiedererwachen von Mikroben aus vergangenen Welten? Theoretisch könnten im ewigen Eis konservierte Erreger stecken, die uralte, unbekannte Krankheiten verursachen. Wenn nun Gletscher und Permafrost durch den Klimawandel auftauen, könnten diese Zombie-Viren zur tödlichen Bedrohung werden.

Wie realistisch ist die Gefahr von Zombie-Viren?

Aber selbst, wenn die Eis-Mikroben harmlos sind, bergen sie eine weitere Gefahr: Sie könnten alte Gene und Fähigkeiten in die Biosphäre bringen und auf heutige Erreger übertragen – wie beispielsweise Resistenzen gegen Antibiotika.

Wie realistisch ist diese Gefahr? Forscher Cristina Purcarea von der Rumänischen Akademie der Wissenschaften in Bukarest wollten das jetzt herausfinden. Dafür entnahmen sie einen 25 Meter langen Eiskern aus der Scarisoara-Eishöhle im Nordwesten Rumäniens. Ihre Studie ist im Fachjournal „Frontiers in Microbiology“ erschienen.

Bis zu 13.000 Jahre altes Höhleneis

Diese Höhle enthält eines der größten Reservoire unterirdischen Eises, das bis zu 13.000 Jahre alt ist. Im Labor isolierte das Team die darin eingefrorenen Bakterienstämme und testeten deren Reaktion auf 28 moderne Antibiotika aus zehn verschiedenen Wirkstoffklassen.

Das Ergebnis ist weniger erschreckend als das Nichteinhalten der Pariser Klimaziele: Vor allem ein Bakterium aus der eisigen Höhle erweist sich als hochgradig resistent. „Der aus der Scarisoara-Eishöhle isolierte Bakterienstamm Psychrobacter SC65A.3 zeigt trotz seines uralten Ursprungs eine Resistenz gegenüber zahlreichen modernen Antibiotika“, berichtet Purcarea. Psychrobacter ist eine Bakterien-Gattung, die selbst noch bei bei extrem tiefen Temperaturen bei minus 15 Grad wachsen.

Immun gegen zehn Antibiotika

Das Bakterium war gegen zehn der 28 getesteten Antibiotika immun:

„Die zehn Antibiotika, gegen die wir Resistenz festgestellt haben, werden häufig zur Behandlung schwerer bakterieller Infektionen in der klinischen Praxis eingesetzt“, erläutert Purcarea. Bakterien der Gattung Psychrobacter können zwar Infektionen bei Mensch oder Tier verursachen, gelten aber als eher harmlos.

Melange aus mehre als 100 Resistenzgenen

Die multiresistente Mikrobe aus der eisigen Welt der rumänischen Höhle dem Höhleneis belegt, dass Antibiotika-Resistenzen auch schon vor der Ära der modernen Medizin existierten.

„Die Erforschung von Mikroben wie Psychrobacter SC65A.3 zeigt, wie sich Antibiotikaresistenz auf natürliche Weise in der Umwelt entwickelte – lange bevor moderne Antibiotika überhaupt eingesetzt wurden“, erläutert die Forscherin. Das Bakterium zeige, dass solche kälteangepassten Mikroben ein gutes Reservoir für Resistenzen sein könnten.

Hinzu kommt: Der Bakterienstamm aus dem Höhleneis enthält mehr als 100 verschiedene Resistenzgene, durch die Bakterien die Wirkung von Antibiotika unterlaufen können. „Wenn schmelzendes Eis diese Mikroben freisetzt, könnten sich diese Gene auf moderne Bakterien übertragen und so das globale Problem der Antibiotikaresistenz verschärfen“, konstatiert Purcarea.

Gefahr oder potenzielles Heilmittel?

Im Genom von Psychrobacter SC65A.3 fanden sich aber auch elf Gene, die andere Bakterien, Pilze und Viren abtöten oder deren Wachstum stoppen könnten. „Das Bakterium kann das Wachstum mehrerer bedeutender antibiotikaresistenter ‚Superbugs‘ hemmen und zeigte wichtige enzymatische Aktivitäten mit großem biotechnologischem Potenzial“, berichtet Purcarea.

Zombie-Viren könnten möglicherweise Gene für neue Medikamente und neuartige Antibiotika enthalten. „Sie produzieren einzigartige Enzyme und antimikrobielle Verbindungen, die neue Antibiotika, industrielle Enzyme und andere biotechnologische Innovationen inspirieren könnten“, resümiert Purcarea.

Dieses Potenzial gewinne in einer Welt mit zunehmenden Antibiotika-Resistenz immer mehr an Bedeutung. „Diese uralten Bakterien sind für Wissenschaft und Medizin von zentraler Bedeutung.“, so die Forscherin. Dennoch sei Vorsicht geboten: „Sorgfältiger Umgang und Sicherheitsmaßnahmen im Labor sind aber unerlässlich, um das Risiko einer unkontrollierten Ausbreitung zu minimieren.“