Wie funktioniert die Phagen-Therapie?

Bakterium Bakterien-DNA Virus-DNA Phage Lysozym

1. Die Phagen erkennen den Erreger, den sie angreifen sollen, anhand von Eiweißen auf dessen Oberfläche

2. Virus bringt seine DNA ins Bakterium ein

3. Die Eiweißfabriken des Bakteriums beginnen mit der Herstellung von Virusbausteinen

4. Das Bakterium stellt zudem ein Eiweiß her, welches das Erbgut der Phagen kopiert

5. Sind Bausteine und Erbsubstanz fertig, beginnt der Zusammenbau der Phagen

6. Ein Eiweiß zerstört die Bakterienhülle. Neue Phagen werden frei

7. Phagen infizieren weitere Bakterien


Phagen heften sich mit dem Ende ihres Schwanzes an die Oberfläche des Bakteriums, auf das sie sich spezialisiert haben. Sie erkennen dabei spezielle Eiweiße auf der Zellwand (1). Sobald eine Phage sich angeheftet hat, überträgt er das Erbgut aus seinem Kopf durch den Schwanz ins Innere des Bakteriums (2).

Wie allen Viren fehlt auch Phagen das Werkzeug, um sich eigenständig zu vermehren. Sie kapern daher den Zellapparat des Bakteriums, um neue Bausteine für neue Phagen herzustellen (3). Dabei wird auch ein Eiweiß produziert, welches das Erbgut des Phagen vervielfältigt (4). Es wird während des zusammenbaus (5) in die neuen Phagenköpfe verpackt.

Das Arzneimittel vermehrt sich selbst

Sind die Phagen im Bakterium fertig, zerstört ein Eiweiß namens Lysozym die Zellwand des Erregers (6). Dabei werden pro Bakterium Dutzende oder Hunderte neue Phagen frei, die weitere Bakterien angreifen (7) und auflösen. Erst wenn neue Wirte fehlen, gehen auch die Phagen zugrunde.

Warum wird jetzt darüber geredet?

Viele krankmachende Bakterienstämme sind gegenüber Antibiotika unempfindlich geworden. Mehr als 1,2 Millionen Menschen sterben weltweit jährlich an Infektionen mit solchen resistenten Erregern. „Wir haben immer wieder Patienten mit Infektionen, denen Antibiotika nicht helfen“, sagt Chirurg Christian Willy vom Bundeswehrkrankenhaus Berlin. Neue Wirkstoffe werden kaum mehr gefunden. Die Wissenschaft arbeitet an Verfahren, um Infektionen auch künftig bekämpfen zu können.

Eine dieser Methoden heißt Phagentherapie. Phagen sind Viren, die keine Zellen von Menschen, Tieren oder Pflanzen befallen. Sie infizieren nur Bakterien. In der Natur kommen Phagen in großer Zahl vor – auch im menschlichen Körper. Nicht jeder Phage infiziert aber jedes Bakterium und zerstört es, sondern meist nur einen einzigen Stamm. Diese Spezialisierung ermöglicht einen gezielten Einsatz von Phagen gegen krankmachende Erreger.

Erste Heilversuche und kleine Studien haben bereits gezeigt, dass das Prinzip funktioniert. Klinische Tests an Menschen gibt es auch in Deutschland. Was bislang fehlt, sind große Studien, die sowohl Sicherheit als auch Wirkung belegen.

Was haben Kranke davon?

Es gibt eine Vielzahl von Erkrankungen, an denen resistente Bakterien beteiligt sein können. Dazu zählen Wundinfektionen nach Operationen, Harnwegsinfekte oder Entzündungen der Lunge. Phagen lassen sich hier nutzen, um die Infektion zu bekämpfen und die Erreger sensibler für Antibiotika zu machen. Sie können als Tablette, per Wundspülung oder Inhalation verabreicht werden. Zudem sind bisher kaum Nebenwirkungen bekannt.

Noch einen Vorteil haben die spezifisch wirkenden Phagen: „Anders als Antibiotika greifen sie nicht das Mikrobiom an“, sagt Dr. Christine Rohde vom Leibniz-Institut Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkultur in Braunschweig. Diese gesunde Besiedlung des Körpers – etwa des Darms und der Haut – mit Bakterien und Pilzen sei wichtig für die Gesundheit, so die Mikrobiologin.

Warum klappte das nicht schon früher?

Eigentlich klappt die Phagentherapie schon ­lange. Sie wird in Ländern des ehemaligen Ostblocks seit Jahrzehnten in der klinischen Praxis genutzt. Von dort stammen oft die Phagen, die in Deutschland für Heilversuche an kritisch Erkrankten eingesetzt werden. Für eine breitere Nutzung der Phagen in Europa fehlte dagegen lange der Anlass: Antibiotika erledigten den Job zunächst gut und waren ausreichend verfügbar.

„Erst seit die Weltgesundheitsorganisation 2014 ihren ersten großen Bericht zur weltweiten Anti­biotikakrise veröffentlich hat, ist mehr Bewegung in der Forschung“, sagt Rohde. Für eine Zulassung fehlen aber zwei Dinge: Weitere klinische Studien an Erkrankten. Und eine europaweit einheitliche Vorschrift für die Herstellung von Phagen als Arznei. Rohde hofft, dass die Europäische Medizinagentur so ein Papier im Frühjahr 2023 vorlegt.

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