Mikroben im Visier. Infektionen verstehen, Resistenzen besiegen!

Eine kleine Schnittwunde, eine Infektion, schließlich eine Sepsis auf der Intensivstation: Was nach einem Szenario aus längst vergangenen Zeiten klingt, kann auch heute passieren. Antibiotika haben bakterielle Infektionen behandelbar gemacht. Doch ihre Wirksamkeit ist nicht selbstverständlich.

Mythos 1: Der Mensch wird resistent.

Mythos 2: Bei Erkältung hilft ein Antibiotikum.

Mythos 3: Die Packung muss immer leer werden.

Mythos 4: Die Pharmaindustrie ist untätig.

Mythos 5: Die Tierhaltung ist allein schuld.

Mythos 6: Wenn Antibiotika versagen, sind wir hilflos.

Was können wir tun?

Weiterführende Informationen und Quellen

Antibiotikaresistenzen entstehen nicht nur im Krankenhaus. Sie entwickeln sich auch in der Natur und können sich über komplexe Wege zwischen Menschen, Tieren und Umwelt verbreiten. In dieser Folge von „Mikroben im Visier“ erklärt Prof. Dr. Ulrich Nübel vom Leibniz-Institut DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, wie Forschende diese Wege mithilfe von Genomanalysen rekonstruieren. Ulrich leitet am DSMZ die Abteilung mikrobielle Genomforschung und ist an verschiedenen Projekten des Forschungsverbunds Leibniz INFECTIONS beteiligt.

Bei jeder Vermehrung eines Bakteriums wird dessen DNA kopiert. Dabei entstehen kleine Veränderungen, sogenannte Mutationen. Durch den Vergleich vieler Genome können Forschende erkennen, wie eng Bakterien miteinander verwandt sind und welche Ausbreitungswege wahrscheinlich sind. „Wir analysieren die Genome, also das genetische Material von Bakterien, um ihre Evolution, ihre Fähigkeiten und ihre Verbreitung besser zu verstehen.“ Genetische Veränderungen hinterlassen Hinweise darauf, wo ein Erreger entstanden ist und wie er sich verbreitet haben könnte. Auf einer Landkarte lässt sich daraus ein genetischer Stammbaum erstellen, der die mögliche Ausbreitung über Zeit und Raum zeigt.

Von der Probe zur Ausbreitungskarte

Die Spurensuche beginnt mit Proben aus Nasenabstrichen, Hautabstrichen oder Stuhlproben. Im Labor werden aus den Proben die Bakterien kultiviert, ihre DNA isoliert und anschließend sequenziert, also die Reihenfolge der DNA-Bausteine bestimmt. Die entstehenden Sequenzdaten werden am Computer mithilfe bioinformatischer Programme ausgewertet. Entscheidend ist dabei der Vergleich mit bereits bekannten Daten aus großen Datenbanken. „Anhand der Zahl der Unterschiede in den Genomen können wir erkennen, wie nah verwandt die [Bakterien] sind.“

Große öffentliche Datenbanken sammeln Erbgutinformationen von vielen tausend Mikroorganismen. Für Tuberkulosebakterien existieren bereits über 200.000 Genomsequenzen, für SARS-CoV-2 sogar mehrere Millionen Datensätze. Solche Datenbanken ermöglichen es, lokale Ausbrüche in einen globalen Zusammenhang einzuordnen. Allerdings bleibt die Datenlage lückenhaft: Krankheitserreger sind meist besser untersucht als Umweltbakterien. Fehlen Proben aus bestimmten Regionen oder Zeiträumen, lassen sich Ausbreitungswege nur eingeschränkt rekonstruieren.

Wie sich Resistenzgene verbreiten

Resistenzen verbreiten sich häufig zusammen mit den resistenten Bakterien selbst. Zusätzlich können Resistenzen in einzelnen Patienten entstehen, zum Beispiel während einer Antibiotikatherapie durch Mutationen. Außerdem können Resistenzgene über mobile genetische Elemente zwischen verschiedenen Bakterien übertragen werden. Durch die Analyse der Umgebung eines Resistenzgens im Genom lässt sich erkennen, ob ein solches mobiles Element beteiligt ist. Sind diese Elemente in unterschiedlichen Bakterien identisch, ist das ein Hinweis auf einen Gentransfer.

Resistente Bakterien und Resistenzgene werden auch in Gewässern, Böden, Abwasser und bei Tieren gefunden. Noch ist nicht vollständig geklärt, wie relevant diese Umweltreservoire für die Übertragung auf den Menschen sind. Forschungsverbünde wie Leibniz INFECTIONS und der Leibniz-Wissenschafts-Campus EcoPath untersuchen deshalb, wie Keime zwischen Tierhaltung, Umwelt und Menschen ausgetauscht werden können.

Genomanalysen können bereits heute dazu beitragen, Resistenzen schneller zu erkennen und Antibiotika gezielter einzusetzen. Besonders bei langsam wachsenden Erregern wie Tuberkulose kann die genomische Resistenzbestimmung wertvolle Zeit sparen. In Zukunft könnten KI-gestützte Analysen helfen, Ausbrüche noch früher zu erkennen und zusätzliche Daten wie klinische Informationen oder Umweltfaktoren in die Vorhersagen einzubeziehen.

Gast:

Prof. Dr. Ulrich Nübel, Leiter der Abteilung Mikrobielle Genomforschung, Leibniz-Institut DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen

Mikrobe des Monats

Enterococcus faecium

Begriffserklärungen

Antimikrobielle Resistenzen (AMR):

Genomsequenzierung:

Mutation:

MRSA:

Resistenzgen:

VRE:

Weitere Informationen:

Leibniz INFECTIONS

Leibniz-Institut DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen

Datenbank: EnteroBase

Leibniz-Wissenschafts-Campus EcoPath

Bei der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt spielen Fliegen eine wichtige Rolle. Fliegen können Bakterien aufnehmen und weitertragen. Wenn sie mit belasteten Lebensmitteln oder Oberflächen in Kontakt kommen, können sich Bakterien über ihre Körperoberfläche, ihren Kot oder über sogenanntes Regurgitat verbreiten. Dabei stülpen Fliegen einen Teil ihres Mageninhalts auf die Nahrung, um diese aufzunehmen. Mit dieser Problematik befasst sich Rebecca Paintner in ihrer Doktorarbeit.

Rebeccas Arbeit verbindet Zoologie, Ökologie und molekulare Forschung. Für ihr großes Feldexperiment wird sie in einem kooperierenden Schweinemastbetrieb 60 Fliegenfallen aufhängen. Damit untersucht sie über mehrere Monate hinweg die Populationsdynamik – also die Frage, wann und unter welchen Umweltfaktoren (wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit) die Fliegenpopulation so stark wächst, dass die Insekten vom Stall weg in die Umwelt schwärmen. Parallel dazu untersucht sie im Labor, wie viele Bakterien über Kot und Regurgitate ausgeschieden werden, in welche Frequenz und wovon das abhängt. „Dazu züchte ich mir Fliegen im Labor […]. Ich möchte die Fliegen mit einer bestimmten Menge an Pathogenen füttern und dann auf eine Platte setzen und testen, wie oft kommt es zu einem Regurgitations-Event, wie oft kommt es zum Koten. Diese Flecken, die dabei entstehen, möchte ich aufnehmen und schauen, wie hoch ist die Bakterienbelastung in diesen“, erklärt Rebecca.

Ihr Alltag besteht dabei nicht nur aus Experimenten. Viel Zeit fließt in Planung, Literaturrecherche und das Lösen unerwarteter Probleme. „Ich kann mich richtig reinbeißen“, sagt Rebecca über ihre Arbeitsweise. Nach mehreren Fehlversuchen weiterzumachen und herauszufinden, warum etwas nicht funktioniert, sei eine wichtige Fähigkeit in der Forschung.

Begriffserklärungen

Antimikrobielle Resistenzen (AMR):

Regurgitation:

Weitere Informationen:

Mikroben im Visier

https://leibnizinfections.de/de/

Wenn Patientinnen und Patienten mit einer schweren Infektion ins Krankenhaus kommen, müssen Ärztinnen und Ärzte schnell entscheiden, welches Antibiotikum eingesetzt wird. Das Problem: Ein zu langes Testverfahren für die Resistenztestung. Am Leibniz-Institut für Photonische Technologien, dem Leibniz-IPHT in Jena, wird auf Basis der Raman-Spektroskopie eine Methode für die schnelle Antibiotikaresistenztestung entwickelt.

Wie Laserlicht Bakterien analysiert

Die Raman-Spektroskopie basiert auf einem physikalischen Effekt, den der indische Nobelpreisträger C. V. Raman bereits Anfang des 20. Jahrhunderts beschrieb. Ein Laser bestrahlt die Probe, ein kleiner Teil des gestreuten Lichtes verändert dabei seine Energie. Diese Veränderung verrät, welche molekularen Eigenschaften die Probe besitzt. Heute lässt sich diese Technik auch für biologische Proben nutzen, etwa für Krankheitserreger wie Escherichia coli, Staphylococcus aureus oder Klebsiella pneumoniae – der Mikrobe des Monats in dieser Podcast-Folge. Die Raman-Spektroskopie nutzt Laserlicht, um molekulare Eigenschaften von Bakterien sichtbar zu machen. „Das spektrale Muster codiert die chemische Struktur eines Moleküls“, erklärt Dr. Anja Silge. Jedes Bakterium hinterlässt dabei gewissermaßen einen eigenen „Lichtfingerabdruck“.

Resistenzen in nur drei Stunden erkennen

In klassischen mikrobiologischen Tests werden Bakterien zuerst kultiviert. Anschließend wird überprüft, ob sie trotz Antibiotikum weiterwachsen. Das dauert im Durchschnitt rund 20 Stunden.

Dieser Zeitvorteil macht den Unterschied. Denn gerade bei schweren Infektionen erhalten Patientinnen und Patienten häufig zunächst Breitbandantibiotika, also Medikamente, die gegen möglichst viele Bakterien wirken sollen. Das rettet Leben, fördert aber zugleich die Entstehung von neuen Resistenzen. Besser wäre es, direkt das wirkliche wirksame Antibiotikum zu geben. „Durch die verkürzte Diagnostikzeit kann man das Antibiotikum sehr gezielt einsetzen“, sagt Silge.

Vom Forschungslabor in die Klinik

Noch ist die Technologie nicht Teil des klinischen Alltags. Das Team arbeitet derzeit mit eigens entwickelten Prototypen kompakter Raman-Geräte und speziellen Chips mit 48 kleinen Messkammern. Dort reichen bereits vier Mikroliter Bakteriensuspension pro Testfeld. Die Forscherinnen sehen ihre Technologie aktuell bei einem sogenannten „Technology Readiness Level“ von etwa 6 bis 7 – also bereits deutlich über der Grundlagenforschung. „Wir messen auch schon in der Klinik reale Patientenproben“, berichtet Enghardt. Bis zur breiten Anwendung seien jedoch noch größere klinische Studien und eine industrielle Produktion der Chips nötig.

Moderation:

Gäste:

Pilze sind faszinierende Lebewesen: Biologisch stehen sie uns Menschen näher als den Bakterien. Doch während Fußpilz nur lästig ist, fordern invasive Infektionen jährlich schätzungsweise 1,5 Millionen Menschenleben. Und Resistenzen gegen Antipilzmittel nehmen zu. Welche Pilzerreger besonders problematisch sind, wie sie krank machen und welche Rolle Umweltveränderungen spielen, darüber sprechen Christian und Elisabeth in dieser Folge von „Mikroben im Visier“ mit Prof. Dr. Bernhard Hube vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie, dem Hans-Knöll-Institut in Jena.

Was Pilze so besonders macht

Pilze unterscheiden sich grundlegend von Bakterien und Viren. Sie besitzen wie Menschen einen Zellkern (Eukaryonten). „Pilze sind eigentlich eher Menschen, Tieren und Pflanzen als Bakterien ähnlich“, erklärt Bernhard Hube. Diese Ähnlichkeit ist medizinisch ein zweischneidiges Schwert: Da ihre Zellen (und ihr Stoffwechsel) unseren gleichen, können Medikamente gegen Pilze (Antimykotika) oft auch menschliche Zellen schädigen. Das macht die Entwicklung neuer Wirkstoffe schwierig.

Von harmlos bis lebensbedrohlich

Die meisten Pilzinfektionen, sogenannte Mykosen, sind oberflächlich (z. B. Scheidenpilz und Fuß- oder Nagelpilz). Kritisch wird es jedoch, wenn Pilze in die Blutbahn oder Organe eindringen. Man spricht dann von invasiven oder systemische Pilzinfektionen. Besonders gefährdet sind Menschen mit stark geschwächtem Immunsystem, etwa nach Organtransplantationen oder Chemotherapien. Bernhard Hube: „Die Sterberate bei systemischen Infektionen kann bei Candida zwischen 30 und 50 Prozent liegen […] bei Schimmelpilzen wie Aspergillus sind es bis zu 90 Prozent.“

Diagnose und Behandlung

Ein großes Problem ist die späte Erkennung. Da Symptome wie Fieber oft unspezifisch sind, werden Patienten häufig zunächst fälschlicherweise mit Antibiotika behandelt. Die helfen nicht gegen Pilze und schwächen die natürliche Bakterienflora. Das gibt den Pilzen noch mehr Raum. Hinzu kommt, dass uns weltweit nur drei Hauptklassen von Wirkstoffen zur Verfügung stehen.

Resistenzen: Die Rolle der Landwirtschaft

Ähnlich wie Bakterien Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, können auch Pilze resistent gegen Antimykotika werden. Eine Ursache ist der massive Einsatz von Azolen (Pilzmitteln) in der Landwirtschaft, um Ernten zu schützen. In der Umwelt lebende Pilze wie Aspergillus fumigatus „lernen“ dort, gegen diese Mittel zu überleben, bevor sie den Menschen infizieren.

Klimawandel als Risikofaktor

Normalerweise schützt uns unsere Körpertemperatur von 37 Grad Celsius vor vielen Pilzen, die Hitze nicht vertragen. Doch durch die Erderwärmung passen sich Pilze an höhere Temperaturen an. Ein Beispiel für einen solchen „Superbug“ ist Candida auris, der erst 2009 entdeckt wurde und oft gegen alle gängigen Medikamente resistent ist.

Die gefährlichsten Pilze

Ende 2022 veröffentlichte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erstmals eine Liste prioritärer Pilzpathogene (Fungal Priority Pathogens List ). Zu den gefährlichsten („Critical Priority“) zählen:

Gast: Prof. Dr. Bernhard Hube, Leibniz-Institut für Naturstoffforschung und Infektionsbiologie (Hans-Knöll-Institut), Jena.

**Nationale Referenzzentrum für Invasive Pilzinfektionen **

Das vom Robert Koch-Institut und dem Bundesministerium für Gesundheit berufene Nationale Referenzzentrum für Invasive Pilzinfektionen (NRZMyk) ist Ansprechpartner für Ärzte und Mikrobiologen aus ganz Deutschland bei Fragen zur Diagnostik und Behandlung invasiver Pilzinfektionen. Neben einer gezielten Beratung bietet das NRZMyk auch spezielle diagnostische Verfahren zum Nachweis von invasiven Pilzerkrankungen an. Es kooperiert dabei mit anderen Referenzlabors weltweit.

Quellen

WHO Fungal Priority Pathogens List to Guide Research, Development and Public Health Action. 1st ed. Geneva: World Health Organization, 2022. pdf

Obwohl die moderne Medizin enorme Fortschritte macht, bleiben die Zahlen alarmierend: Rund 10,7 Millionen Menschen erkrankten im Jahr 2024 weltweit an Tuberkulose (TB), mehr als 1,2 Millionen starben daran. Anlässlich des Welt-Tuberkulose-Tages am 24. März beschäftigen sich Elisabeth und Christian in dieser Podcast-Folge mit der gefürchteten Infektionskrankheit. Warum ist die Tuberkulose immer noch so bedeutend, welche Fortschritte gibt es und wie hängt die Erkrankung mit Armut und Krieg zusammen? Darüber sprechen sie mit einem international führenden Experten auf diesem Gebiet: Prof. Dr. Christoph Lange. Der Lungenfacharzt und Infektiologe ist Medizinischer Direktor des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum, Professor für Respiratory Medicine & International Health an der Universität zu Lübeck sowie Leiter der Infrastruktur für klinische Tuberkulose am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung. Außerdem ist er derzeit auch Direktor und Generalsekretär der Internationalen Union gegen Tuberkulose und Lungenkrankheiten („The Union“).

Der Erreger: Mycobacterium tuberculosis

In vielen Fällen bleibt eine Tuberkuloseinfektion latent. Das bedeutet: Die Bakterien befinden sich im Körper, verursachen aber keine Krankheitssymptome. Diese Phase kann Monate, Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern. „Es gibt Menschen, die sich vermutlich in der Kindheit infiziert haben und erst im hohen Alter erkranken“, sagt Lange. Besonders hoch ist das Risiko, an einer Tuberkulose zu erkranken, in den ersten acht Monaten nach der Infektion. Danach sinkt es, verschwindet aber nicht vollständig.

Behandlung: lange Therapie mit Antibiotika

Ein wachsendes Problem sind multiresistente Tuberkulose-Erreger. Sie sind gegen wichtige Standardmedikamente resistent. In einigen Regionen Osteuropas, z. B. Russland, betrifft das bis zur Hälfte aller Fälle. Die Behandlung solcher Infektionen war bislang sehr viel schwieriger.

Mehr als ein medizinisches Problem

Begriffserkerklärungen

BCG-Impfung: Die Bacillus-Calmette-Guérin-Impfung ist der weltweit einzige zugelassene Impfstoff gegen Tuberkulose. Sie wurde Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt und basiert auf abgeschwächten Mykobakterien. Der Impfstoff schützt vor allem Kinder vor schweren Formen der Tuberkulose, etwa der tuberkulösen Hirnhautentzündung. In Ländern mit niedriger Tuberkulosehäufigkeit – etwa Deutschland – wird die Impfung heute nicht mehr routinemäßig empfohlen.

Granulom: Ein Granulom ist eine kugelförmige Ansammlung von Immunzellen. Der Körper bildet diese Struktur, um schwer bekämpfbare Krankheitserreger einzuschließen. Bei Tuberkulose können die Bakterien im Inneren eines Granuloms lange überleben.

Inzidenz: Die Inzidenz beschreibt die Zahl der neuen Krankheitsfälle innerhalb eines bestimmten Zeitraums, meist pro Jahr und pro 100.000 Einwohner. Sie ist ein wichtiger Maßstab, um die Verbreitung einer Krankheit zwischen Ländern zu vergleichen.

Neutrophile Granulozyten: Neutrophile Granulozyten sind eine Art weißer Blutkörperchen. Sie gehören zur ersten Verteidigungslinie des Immunsystems und greifen Bakterien oder andere Krankheitserreger schnell an.

Makrophagen: Makrophagen sind sogenannte Fresszellen des Immunsystems. Sie nehmen Fremdstoffe, abgestorbene Zellen oder Krankheitserreger auf und versuchen, diese zu zerstören. Tuberkulosebakterien können jedoch in diesen Zellen überleben und sich darin vermehren.

Quellen:

World Health Organization (WHO): Global tuberculosis report 2025

In dieser zweiten Folge von Forschen hautnah blicken wir wieder hinter die Kulissen der Forschung und lernen Xiaoyi Zheng kennen. Sie ist eine von sieben jungen Wissenschaftlerinnen, die gerade ihre Doktorarbeit im Forschungsverbund Leibniz INFECTIONS begonnen haben.

Wir wollen Xiaoyi über einen längeren Zeitraum begleiten. Und dabei mehr über ihre Forschung erfahren, aber auch über sie. Thema von Xiaoyis Arbeit sind umweltbedingte antimikrobielle Resistenzen.

„Resistenzen gab es in der Natur schon immer“, sagt Xiaoyi. Bakterien produzieren seit Millionen Jahren antibiotisch wirksame Stoffe – und andere Bakterien entwickeln Abwehrmechanismen dagegen. Neu ist jedoch der massive Selektionsdruck durch den Menschen: Antibiotika in Medizin, Tierhaltung und Umwelt beschleunigen die Verbreitung resistenter Bakterien. Besonders Gewässer spielen dabei eine Schlüsselrolle. Über Abwässer gelangen resistente Bakterien und Resistenzgene in Flüsse und Seen.

**Forschungsalltag zwischen Datenanalyse und interdisziplinärer Zusammenarbeit **

Xiaoyi ist Bioinformatikerin, sie arbeitet an der Schnittstelle zwischen Informatik und Mikrobiologie. In ihrer Arbeit analysiert sie sogenannte Metagenome. Das sind Gesamtheiten aller genetischen Informationen einer mikrobiellen Gemeinschaft in einer Probe – etwa aus einem See oder aus Abwasser. Mit bioinformatischen Methoden sucht sie nach Mustern:> „Meine zentrale Frage ist: Wie verbreiten sich die Resistenzen in Wassersystemen? Und wie beeinflusst menschliche Aktivität diese Ausbreitung?“ Ein zweiter Schwerpunkt sind Bakteriophagen, kurz Phagen. Das sind Viren, die gezielt Bakterien infizieren und zerstören. Und auch sie kommen im Wasser vor.

Ihre Arbeit ist an zwei Forschungsinstituten angesiedelt und wird von zwei Experten betreut wird. Die interdisziplinäre Perspektive ist eine Besonderheit von Leibniz INFECTIONS. Und es ist genau das, was Xiaoyi sehr gut gefällt. > „Meine zwei Betreuer kommen aus unterschiedlichen Bereichen und beide sind stark in ihrem eigenen Feld. Ich finde diese Art von Austausch nicht nur für mich selber hilfreich, sondern auch insgesamt gut für die Wissenschaftswelt.“

Xiaoyi berichtet über die ersten Monate ihrer Promotion, die oft aus administrativer Vorbereitung und dem Sortieren riesiger Datensätze bestehen. Etwas anstrengend findet sie das Pendeln zwischen den verschiedenen Standorten: > „Vor Ort sein ist immer cooler, aber unterwegs sein ist ein bisschen viel manchmal.“ Noch steht sie ganz am Anfang ihrer Promotion und ist voller Tatendrang. Ihr ist bewusst, dass es auch schwierige Phasen geben kann, aber das schreckt sie nicht. > „Für mich ist das ein bisschen wie Laufen oder Joggen. Ich sehe nicht nur Start und Ziel. Für mich zählt auch jeder Meter.“

Begriffserklärungen

Antimikrobielle Resistenzen (AMR):

Interdisziplinarität:

Resistenzgene:

Phagen

Weitere Informationen:

Mikroben im Visier

Leibniz INFECTIONS

Husten, Niesen, Sprechen und sogar normales Atmen setzen winzige Partikel frei, die Viren transportieren können. Spätestens seit der Corona-Pandemie ist klar: Nicht nur Tröpfchen, sondern auch Aerosole spielen bei der Übertragung von Atemwegsviren eine wichtige Rolle.

In dieser Folge widmen wir uns der Frage, wie Atemwegsviren wie Influenza, SARS CoV 2 oder Rhinoviren über die Luft übertragen werden – und warum das besonders im Winter relevant ist. Zu Gast ist Prof. Dr. Folke Brinkmann, Kinderlungenfachärztin aus Lübeck und Mitglied im Expertenbeirat pandemische Atemwegsinfektionen des Robert Koch-Instituts. Die Expertin erklärt, wie luftgetragene Infektionen entstehen und wovon das Risiko abhängt. „Beim Ausatmen wird jedes Mal ein kleines bisschen Sekret freigesetzt – und Viren können sich daran andocken und können somit in die Atemwege anderer Menschen gelangen“, sagt Folke Brinkmann. Während größere Tröpfchen schnell zu Boden sinken, bleiben Aerosole lange in der Luft und verteilen sich in geschlossenen Räumen.

**Tröpfchen oder Aerosole

Tröpfchen sind größer als 5 Mikrometer und transportieren oft mehr Viren, fallen aber schnell ab. Aerosole sind kleiner, leichter und können sich über Luftströmungen im Raum verteilen. Für die Erregerübertragung ist beides relevant: Tröpfchen vor allem im engen Kontakt, Aerosole besonders in schlecht gelüfteten Räumen.

Neben klassischen Atemwegsviren wie Influenza oder SARS-CoV-2 können auch- Masern, Windpocken- oder sogar Noroviren über die Luft übertragen werden. Der Vorteil für die Erreger: Luftübertragung erreicht viele Menschen schnell – oft ohne, dass sie den engen Kontakt bemerken. Entscheidend für die Übertragung ist, wie gut ein Virus Menschen infizieren kann und wie viele Erreger eine Person abgibt.

Superspreader: Person und Situation

Während der Pandemie wurde viel über Superspreader gesprochen. Gemeint sind Menschen, die unverhältnismäßig viele andere anstecken. Entscheidend ist aber meist die Kombination aus Person und Umfeld. Enge, geschlossene Räume, viele Menschen, lautes Singen oder Sprechen – all das erhöht das Risiko deutlich. Tatsache ist aber auch, dass Menschen ganz unterschiedliche Mengen an Partikeln abgeben. „Das variiert um den Faktor bis zu 1000“, so die Expertin. Es werde geschätzt, dass eine kleine Zahl Infizierter zwei Drittel bis 80 Prozent der Neuinfektionen verursacht.

Kinder: viele Infekte, aber wenig Aerosole

Kinder sind häufig krank, aber sie übertragen Viren eher über engen Kontakt und Tröpfchen, nicht über Aerosole. Das hat Folke Brinkmann in eigenen Forschungen herausgefunden. Die Studien zeigen, dass Kinder, wenn sie infiziert sind, nur selten Viren über Aerosole abgeben. Der Grund ist physikalisch: kleinere Lungen, weniger Atemvolumen, geringere Ausstoßkraft. „Je jünger die Kinder sind, desto niedriger ist die Partikelzahl in der Ausatemluft.“ Das gilt für SARS-CoV-2 genauso wie für andere Atemwegserreger.

Wetter als Motor der Virusausbreitung

Influenza tritt fast immer im Winter auf. Aktuelle Forschungsdaten zeigen: kaltes und trockenes Wetter begünstigt die Ausbreitung des Influenza-A-Virus. Viruspartikel bleiben stabiler, Schleimhäute sind anfälliger, und Menschen halten sich häufiger in Innenräumen auf. „Wir konnten zeigen, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen trocken und kaltem Wetter und der Influenza-Ausbreitung“, erklärt Elisabeth, die in ihrer Doktorarbeit Daten zu Influenza-Fällen mit Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes kombiniert hat. „Und in der Konsequenz bedeutet das, dass das trockene und kalte Wetter die Influenza-Welle vorantreibt. Das heißt, wir sehen ungefähr ein bis zwei Wochen, bevor die Saison anfängt, dass es trocken und kalt ist.“ Die Studie entstand im Rahmen des Forschungsverbunds Leibniz INFECTIONS unter Beteiligung des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum, des Robert Koch-Instituts, des Leibniz-Instituts für Virologie und der Freien Universität Berlin. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Aerobiologia veröffentlicht.

Schutz vor luftgetragenen Infektionen

Abstand, Hygiene und Lüften senken das Risiko deutlich. Impfungen – etwa gegen Influenza – schützen nicht vollständig vor Ansteckung, aber vor schweren Verläufen. Ein zentraler Schutz bleibt die Impfung etwa gegen Influenza, so Folke Brinkmann: „Sie verhindert nicht jede Infektion, aber verringert deutlich das Risiko für schweren Verläufe.“ Auch eine Impfung im Januar kann noch sinnvoll sein, wenn die Welle spät startet.

https://mikroben-im-visier.podigee.io

Leibniz INFECTIONS

Quellen:

Mao L, Lehfeld AS, Cai W, Diercke M, Schilling J: Saisonrückblick 2024/25 zu COVID-19, Influenza und RSV-Infektionen auf Grundlage der IfSG-Meldedaten. Epid Bull 2025;41:3-14 | 10.25646/13477

Aktuelle Statistik des Robert Koch-Instituts zu akuten Atemwegserkrankungen – ARE-Dashboard

Pfrommer, E., Gabriel, G., Schaible, U.E., Gutsmann, T., Schepanski, K. (2025): Transmission of Influenza is Driven by Weather Conditions in Germany. Aerobiologia. https://doi.org/10.1007/s10453-025-09875-9

Antibiotikaresistenzen sind in den Kliniken nicht mehr die Ausnahme, sondern Alltag. Problematisch ist das vor allem für schwerkranke Patienten, die auf der Intensivstation behandelt werden müssen, oder solche, die etwa wegen einer Organtransplantation Medikamente einnehmen müssen, die das Immunsystem unterdrücken. In dieser Folge von „Mikroben im Visier“ sprechen Elisabeth und Christian mit Prof. Dr. Jan Buer, der am Universitätsklinikum Essen das Institut für medizinische Mikrobiologie leitet. Er ist Mitglied im wissenschaftlichen Beirat des Forschungsverbunds Leibniz INFECTIONS und war bis vor kurzem Präsident der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie.

Die Erreger bringen die Patienten oft schon mit in die Klinik. Am Klinikum Essen erfolgt daher bei Aufnahme routinemäßig ein Antibiotika-Screening. „Das heißt, jeder Patient, der bei uns stationär aufgenommen wird, wird gescreent auf solche Resistenzen, einfach um die Verbreitung im Klinikum zu verhindern. Das macht aber auch viel Arbeit. Pro Jahr führen wir bei uns am Institut ungefähr 300.000 Untersuchungen durch.“

Welche Erreger sind besonders gefährlich?

Ein Klassiker unter den Problemkeimen ist Staphylococcus aureus (S. aureus). Das Bakterium ist häufig Teil der natürlichen Hautflora und meist harmlos. Unter bestimmten Bedingungen kann es aber Auslöser schwerer Infektionen sein. Besonders besorgniserregend sind resistente Varianten wie MRSA (Methicillin-resistente S. aureus), gegen viele Antibiotika nicht mehr wirken. Aktuell bereiten aber auch gramnegative Bakterien wie Acinetobacter-Arten oder Darmbakterien wie Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae große Sorgen. Und auch Pilzinfektionen gewinnen an Bedeutung, insbesondere bei immungeschwächten Patienten. „Wenn da Resistenzen entstehen, dann ist das meistens auch immer sehr letal (tödlich) für den Patienten.“

Hygiene, Händewaschen und neue Ansätze

Hygiene bleibt eine der mächtigsten Waffen gegen die Ausbreitung von Krankheitserregern: Händewaschen, Desinfektion, Isolierung von Risikopatienten – das sind einfache, aber oft entscheidende Maßnahmen. Aber: „Selbst, wenn wir super Hygiene machen, wird man das allein damit nicht in den Griff kriegen“, sagt der Immunologe. Am Klinikum Essen hilft künstliche Intelligenz beim zielgerichteten Einsatz von Antibiotika. Eine speziell für diesen Zweck entwickelte App macht das Auftreten von resistenten Krankheitserregern sichtbar und hilft den behandelnden Ärztinnen und Ärzten, die richtige Therapie auszuwählen.

Neue Antibiotika sind Mangelware. Hinzu kommt, so der Experte: „Wenn wir jetzt zum Beispiel mal ein neues Antibiotikum kriegen, dann brauchen die Bakterien meistens nicht sehr lange, bis sie resistent sind.“ Forschung und Entwicklung konzentrieren sich daher auf alternative Strategien. Ein Weg ist die gezielte Aktivierung des Immunsystems. Ein anderer, vielversprechender Ansatz ist die Phagen-Therapie – also der Einsatz von Viren, die gezielt Bakterien angreifen. Die Phagen-Therapie ist heute in einigen Kliniken bereits im Einsatz. Doch der Weg zu einer breiten Anwendung ist noch lang: Es braucht mehr Forschung, mehr Studien und politische Unterstützung.

Ebenfalls eine Option bietet die Untersuchung des Mikrobioms (der gesamten Bakteriengemeinschaft) im Körper. Die Hoffnung ist, dabei Substanzen zu identifizieren, die gegen Infektionen wirken.

Um hier Fortschritte zu erzielen ist es unbedingt erforderlich, so Jan Buer, mehr in die Infektionsforschung zu investieren. Er kritisiert die "relativ brache Industrielandschaft" in Bezug auf Antibiotika-Entwicklung. „Wir müssen alle unsere Köpfe zusammentun und müssen neue Wege finden, die Antibiotika zu verbessern.“

Globale Situation

Eine aktuelle Analyse der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zeigt: Im Jahr 2023 war weltweit jede sechste laborbestätigte bakterielle Infektion resistent gegen gängige Antibiotika. Zwischen 2018 und 2023 nahm die Resistenz bei über 40 % der überwachten Erreger-Antibiotika-Kombinationen zu – mit einem durchschnittlichen jährlichen Anstieg von 5 bis 15 %.

Begriffserklärungen

Antimikrobielle Resistenzen (AMR):

Antibiotika:

Gramnegativ/grampositiv:

Immunsuppression/immunsupprimiert:

Phagen:

Weitere Information:

Seit 2015 arbeiten Expertinnen und Experten aus 16 Instituten der Leibniz-Gemeinschaft im Forschungsverbund Leibniz INFECTIONS zusammen, um antimikrobielle Resistenzen (AMR) besser zu verstehen und deren Ausbreitung einzudämmen. Diese Resistenzen bezeichnen die Fähigkeit von Krankheitserregern, Wirkstoffe wie Antibiotika unwirksam zu machen. Zum Start der dritten Förderphase sprechen Elisabeth und Christian mit Prof. Dr. Ulrich Schaible, dem aktuellen Sprecher des Verbunds, und mit Prof. Dr. Thomas Gutsmann, der diese Rolle im Frühjahr 2026 übernehmen wird. Beide sind seit Beginn Teil von Leibniz INFECTIONS und erläutern im Podcast, was die interdisziplinäre Zusammenarbeit so besonders macht, wie sie im Alltag funktioniert und welche Themen in den kommenden Jahren im Mittelpunkt stehen.

Ulrich Schaible ist Professor für Immunchemie und biochemische Mikrobiologie an der Universität zu Lübeck und Direktor des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum. Er forscht seit über 30 Jahren im Bereich der Infektionsbiologe.

Thomas Gutsmann leitet die Forschungsgruppe Biophysik am Forschungszentrum Borstel, in der auch Christian arbeitet, und ist Professor an der Universität zu Lübeck. Er beschäftigt sich mit der Rolle von Biomembranen bei Infektionen der Lunge und untersucht die Wirkung von antimikrobiellen Peptiden.

Was ist ein Forschungsverbund?

Der Verbund ist ein von der Leibniz-Gemeinschaft initiiertes Instrument, um Interdisziplinarität zu fördern. Das Ziel: Expertisen aus scheinbar weit voneinander entfernten Gebieten – etwa der Wirtschaftswissenschaft, Klimaforschung und Biologie – zusammenzuführen. Fächer, die sonst nicht miteinander arbeiten würden.

Diese Herangehensweise schafft innovative Synergien. Ein zentraler, aber herausfordernder Aspekt ist dabei das gegenseitige Verstehen: Forschende aus der Politikwissenschaft und der biomedizinischen Forschung müssen eine gemeinsame Sprache finden.

Im Zentrum der gemeinsamen Forschung stehen einzelne Projekte, in die die Expertise von verschiedenen Instituten einfließt. Das bedeute in der Praxis: junge Forschende (Doktorandinnen und Doktoranden) bearbeiten konkrete Forschungsfragen und werden gleichzeitig von Fachleuten aus verschiedenen Instituten und Disziplinen betreut.

One Health: Der ganzheitliche Blickwinkel

Der Verbund ist kürzlich in seine dritte Förderphase gestartet. Das übergeordnete Thema ist „One Health“. One Health betrachtet die Gesundheit von Menschen, Tieren (Nutz- und Wildtiere), Pflanzen und der Umwelt als untrennbare Einheit.

Neue Schwerpunkte:

Forschung als Basis für politischen Wandel

Die Forschungsergebnisse sollen nicht in den Laboren bleiben. Ein wichtiges Ziel der nächsten Förderphase ist es, den Outreach zu verstärken. Dazu gehört nicht nur die Aufklärung der Bevölkerung (wie mit diesem Podcast!), sondern auch die gezielte Arbeit mit politischen Entscheidungsträgern.

Ziel ist es, die Politik aufzufordern, durch Gesetze und Regeln eine kontrolliertere Abgabe und Nutzung von Antibiotika zu gewährleisten. Denn am Ende, so die Forschenden, kann nur die Politik durch verbindliche Regeln eine nachhaltige Wirkung erzeugen.

Begriffserklärungen

Antimikrobielle Resistenzen (AMR):

Interdisziplinarität:

One Health:

Antibiotika:

Antimykotika:

Zoonosen:

Beteiligte Leibniz-Institute

Assoziierte Kooperationspartner

Weitere Information