Ein schneller Wechsel zwischen verschiedenen Antibiotika könnte die Entwicklung von Resistenzen verhindern. Auch die Therapie ließe sich so optimieren. Zwei Modelle liefern jetzt erste Daten.
Jüngste Forschungsergebnisse des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön (MPI) legen nahe, dass ein schneller Wechsel von Antibiotika während der Behandlung eines Patienten der Resistenzentwicklung erfolgreich entgegenwirken könnte. Die optimale Geschwindigkeit des Medikamentenwechsels hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehört zum Beispiel die Wechselwirkung zwischen den Medikamenten.
Laborexperimente zeigen, dass ein schneller Wechsel zwischen Antibiotika die Ausbreitung von Resistenzen verhindern kann. Besonders geeignet für solche Therapien könnten Medikamentenpaare sein, die kollateral empfindlich sind. Das bedeutet, dass eine Resistenz gegen das eine Medikament dazu führt, dass die Bakterien empfindlicher gegen das andere Medikament werden.
Die Umweltbedingungen der Bakterien im Körper des Patienten unterscheiden sich jedoch deutlich von denen im Labor. Ein wichtiger Unterschied besteht darin, dass die Medikamente im Labor abrupt gewechselt werden können, während beim Menschen natürliche Abbauprozesse zu schwankenden Antibiotikakonzentrationen führen. Es kann Phasen geben, in denen sich die Dosen aufeinander folgender Arzneimittelverabreichungen überschneiden. Während solcher Überlappungsphasen können Wechselwirkungen zwischen den Medikamenten die Entwicklungsdynamik beeinflussen.
Um die Lücke zwischen dem Labor und einer möglichen klinischen Anwendung zu schließen, haben Christin Nyhoegen und Dr. Hildegard Uecker von der Forschungsgruppe Stochastische Evolutionsdynamik am MPI zwei mathematische Modelle zum Vergleich aufgestellt – ein Labor- und ein pharmakokinetisch-pharmakodynamisches Patientenmodell. Die Analyse zeigt, dass im Labor die Behandlung, bei der die Medikamente bei jeder Verabreichung gewechselt werden, die Bakterienpopulation immer mindestens genauso gut unterdrückt wie Behandlungen mit langsamerem Wechsel.
Dies gilt zwar oft auch für die Behandlung von Patienten, aber manchmal kann ein langsamer Wechsel auch von Vorteil sein. Das gilt insbesondere dann, wenn sich die Bakterien langsam vermehren und die pharmakodynamische Kurve steil verläuft oder die Medikamente antagonistisch interagieren. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine sequenzielle Therapie nicht nur im Labor, sondern auch beim Patienten gut funktionieren kann. Allerdings kann die optimale Strategie leicht variieren“, sagt Nyhoegen.
Wenn vor der Behandlung keine Resistenz vorhanden ist, bietet die kollaterale Sensitivität keinen nennenswerten Vorteil, es sei denn, die Zellteilungsrate ist niedrig und die Medikamente werden langsam gewechselt. Im Gegensatz dazu haben Wechselwirkungen zwischen den Medikamenten einen großen Einfluss auf die Effizienz von Behandlungen, bei denen die Medikamente schnell gewechselt werden. Dies zeigt, wie wichtig die Wechselwirkungen für die optimale Auswahl von Medikamentenpaaren sein können.
Unabhängig von der theoretischen Untersuchung gibt es erste Bestrebungen, mit Hilfe von Beobachtungsstudien Hinweise auf die Wirksamkeit der sequenziellen Therapie bei Patienten zu erhalten. Die Ergebnisse dieser wie auch der theoretischen Studie können eine Grundlage für die Planung von randomisierten klinischen Studien liefern, die derzeit nicht realisierbar sind.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft. Die Studie haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Ales Krivec, Unsplash
