Neuer Leibniz-Wissenschaftscampus im Norden
Die Leibniz-Gemeinschaft unterstützt die am neuen Campus geplante Erforschung antimikrobieller Resistenzen (AMR) mit einer Förderung von rund 1,2 Millionen Euro für die kommenden vier Jahre, das Land Schleswig-Holstein steuert weitere 400.000 Euro bei. Mit ihren Wissenschaftscampi fördert die Leibniz-Gemeinschaft gezielt die strategische, thematisch fokussierte Zusammenarbeit eines Leibniz-Instituts mit einer benachbarten Universität, um regionale Schwerpunkte wie beispielsweise die Evolutionsforschung im Kieler Raum zu stärken.
„Einzigartiges, interdisziplinäres Forschungsumfeld” soll entstehen
Ziel des interdisziplinären Forschungsprojekts AMR-PLAS ist es, die genomische und nicht-genomische Plastizität von Antibiotikaresistenzen bei bakteriellen Krankheitserregern zu erforschen und darauf aufbauend neuartige und nachhaltige Strategien zur Bekämpfung der sich zuspitzenden Antibiotikakrise zu entwickeln. Unter AMR-Plastizität versteht man die Fähigkeit von Bakterienstämmen, sich mittels genetischer und nicht-genetischer Mechanismen an eine Antibiotika-Behandlung anzupassen und dank dieser dynamischen Anpassungen ihr Überleben sicherzustellen – was letztendlich zur Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen und Zunahme von behandlungsresistenten Krankheitserregern führt. Zur Bewältigung dieser Aufgabe schafft der neue Leibniz-Wissenschaftscampus ein nach eignen Angaben „einzigartiges, interdisziplinäres Forschungsumfeld, das Kompetenzen aus der mikrobiellen Evolutionsgenomik, Tuberkulose-Pathogenomik, Evolutionsbiologie, mikrobiellen Zellbiologie, Membranforschung, Datenwissenschaft und Infektionsbiologie miteinander verbindet."
Globale Antibiotikakrise spitzt sich zu
Die Leibniz-Gemeinschaft legt den Fokus auf das Thema, weil sie Antibiotikaresistenzen im Mittelpunkt einer globalen Gesundheitskrise sieht. Durch Falsch- und Übernutzung antibakterieller Wirkstoffe in den vergangenen Jahrzehnten seien inzwischen zahlreiche Bakterien unempfindlich gegen Antibiotika geworden, einschließlich vieler Reservewirkstoffe zur Behandlung besonders schwerer Krankheitsfälle. „In naher Zukunft droht daher eine postantibiotische Ära, in der selbst vermeintlich harmlose Infektionen nicht mehr behandelbar sein könnten. Expertinnen und Experten schätzen, dass es in der Mitte des Jahrhunderts jährlich zu rund 50 Millionen AMR-bedingten Todesfällen weltweit kommen könnte. Internationale und nationale Gesundheitsorganisationen haben daher in den letzten Jahren zahlreiche Gegenmaßnahmen entwickelt, die unter anderem die Nutzung bestehender Wirkstoffe optimieren und die Entwicklung neuer Medikamente fördern sollen", hieß es in einer Mitteilung der Uni Kiel.
Behandlungsfehlschläge führen zur Ausbreitung resistenter Keime
„Dabei wird oft ein entscheidender Faktor übersehen: die sogenannte AMR-Plastizität, die auf der schnellen evolutionären Anpassungsfähigkeit von bakteriellen Krankheitserregern beruht. Diese durch genomische und nicht-genomische Prozesse gesteuerte Plastizität ist einer der Haupttreiber der Antibiotika-Krise, der aber bislang nicht ausreichend erforscht wurde“, wurde Prof. Stefan Niemann vom FZB, künftiger Sprecher des AMR-PLAS-Wissenschaftscampus, in der Mitteilung zitiert. „Im Behandlungsalltag führt dies häufig dazu, dass Resistenzen bei bestimmten Erregern während einer Antibiotikatherapie zunächst nicht erkannt werden. Es folgen Behandlungsfehlschläge, die die immer weitere Ausbreitung von hochresistenten Keimen fördern und das Problem der Antibiotikaresistenzen zusätzlich verschärfen. Daher wollen wir das Verständnis der Plastizität von AMR speziell bei klinisch relevanten Krankheitserregern vertiefen“, sagte CAU-Professor Hinrich Schulenburg, Vize-Sprecher des neuen Konsortiums.
Genomische und nicht-genomische Plastizität als Treiber von Antibiotikaresistenzen
Im neuen AMR-PLAS-Projekt wollen die Forschenden in Borstel und Kiel zwei Komponenten im Detail untersuchen: die genomische und nicht-genomische AMR-Plastizität. Erstere bezieht sich auf das schnelle Auftreten und die Übertragung von Resistenzen durch die Fähigkeit des Genoms, sich in einigen Bereichen schnell zu verändern. „Diese Veränderungen vollziehen sich durch verschiedene genetische Mechanismen. Dabei kann es sich beispielsweise um Mutations-Hotspots oder die Weitergabe von AMR-Genen zwischen Krankheitserregern handeln. Diese Faktoren, die die Entwicklung und Ausbreitung von Resistenzen entscheidend mitbestimmen, wollen wir im Rahmen von AMR-PLAS künftig besser verstehen“, erklärte Prof. Tal Dagan von der CAU, die ein Teilprojekt leiten wird.
Auch die nicht-genomische AMR-Plastizität, also die Fähigkeit von Bakterienpopulationen, Antibiotikabehandlungen durch physiologische, metabolische oder phänotypische Anpassungen zu widerstehen, soll im neuen Wissenschaftscampus genauer untersucht werden. „Beispiele dafür sind die zelluläre Desensibilisierung gegen Antibiotika oder Veränderungen in der Struktur der Zellmembran, die zu Resistenzen führen können. Die Erforschung dieser Prinzipien soll unser Verständnis bakterieller Anpassungsmechanismen erweitern“, so Schulenburg, Sprecher des Kiel Evolution Centers (KEC) im Rahmen des CAU-Forschungsschwerpunkts Kiel Life Science (KLS).
Neue Strategien dank Expertise aus Schleswig-Holstein
Der neue WissenschaftsCampus AMR-PLAS zielt darauf ab, das Verständnis der AMR-Plastizität künftig zu erweitern und dabei speziell klinisch besonders relevante Krankheitserreger, zum einen sogenannte ESKAPE-Pathogene zum Beispiel aus den Gattungen Enterococcus, Staphylococcus und Pseudomonas oder zum anderen den Tuberkuloseerreger Mycobacterium tuberculosis, in den Mittelpunkt zu stellen. Die gewonnenen Erkenntnisse wollen die Forschenden aus Kiel und Borstel mithilfe von Bioinformatik, Statistik und künstlicher Intelligenz analysieren und mittelfristig darauf aufbauend neue Methoden zum AMR-Management im Behandlungsalltag entwickeln. Insgesamt sollen damit verbesserte Diagnosewerkzeuge und Strategien zur Verringerung und Vermeidung von Antibiotikaresistenzen entstehen.
Mit AMR-PLAS finanziert die Leibniz-Gemeinschaft das zweite Kooperationsprojekt von CAU und FZB zur Evolutionsmedizin: Der gemeinsame Wissenschaftscampus EvoLUNG erforschte von 2016 bis 2024, wie die Evolutionstheorie in die Lungenforschung integriert werden kann, um ein besseres Verständnis chronischer Lungenerkrankungen zu erreichen. (PM/RED)
