Mikroben im Visier. Infektionen verstehen, Resistenzen besiegen!

Antibiotika-Resistenzen sind ein globales Problem – sie machen an Grenzen nicht halt. In dieser Folge sprechen Elisabeth und Christian mit Renate Hartwig, die im Forschungsverbund Leibniz INFECTIONS zur Situation in Ländern südlich der Sahara forscht. Renate ist Professorin für Empirische Entwicklungsökonomie an der Ruhr-Universität Bochum, leitet die Forschungsgruppe „Bevölkerung und Entwicklung“ am RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung, Essen, und ist zudem Co-Leiterin des Policy Labs „Klimawandel, Entwicklung und Migration“

„Es ist tatsächlich so, dass resistente Keime auch reisen – und zwar mit uns“, erklärt Renate Hartwig. Rund 30 Prozent aller international Reisenden nehmen auf ihren Reisen resistente Bakterien auf, oft unbemerkt. Über Menschen, Waren und Lebensmittel verbreiten sich die Keime weltweit.

Gleichzeitig sind viele Präparate, die auf den Märkten erhältlich sind, von minderer Qualität. Schätzungen zufolge sind bis zu 20 Prozent der Medikamente in Afrika gefälscht oder wirkungslos – in einzelnen Studien sogar 30 Prozent. Gründe sind u.a. fehlerhafte Lagerung, Fälschungen und fehlende Kontrollen.

Antibiotika werden in vielen Regionen „auf Verdacht“ verschrieben – etwa, wenn bei einem fiebernden Kind keine genaue Diagnose möglich ist. „Es fehlt einfach die Diagnostik, um festzustellen, um welche Art von Infektion es sich handelt“, betont die Expertin. Diese Übernutzung führt dazu, dass sich Resistenzen leichter fort- und weiterentwickeln.

Renate Hartwig forscht in Ghana, Burkina Faso und im Ostkongo. Dort untersucht ihr Team, wie Antibiotika bei Menschen und Tieren verwendet werden und wie sich Resistenzen verbreiten. Besonders eindrücklich sind die Ergebnisse aus dem Kongo: „Wir finden Resistenzraten von bis zu 80 Prozent – sowohl bei Kühen als auch bei den Personen, die im täglichen Umgang mit den Tieren betraut sind.“ Noch ist unklar, wie genau sich die Keime zwischen Tier, Mensch und Umwelt übertragen – doch die Zahlen zeigen, wie ernst die Lage ist.

Nachhaltige Lösungen müssen gemeinsam mit Forschenden und Institutionen vor Ort entwickelt werden. „Das Spannendste an meiner Arbeit ist der Austausch mit den Menschen vor Ort“, sagt Renate Hartwig. Nur so lassen sich Maßnahmen entwickeln, die an lokale Strukturen angepasst sind.

Die wichtigsten Schritte gegen Resistenzen beginnen mit grundlegender Infrastruktur: sauberes Wasser, bessere Hygiene, Abfall- und Abwassermanagement. „Wenn wir allein die Infektionslast verringern, wäre schon ein riesiger Fortschritt erreicht“, so Renate. Zusätzlich notwendig ist der Ausbau von Diagnostik und Überwachungssystemen und nicht zuletzt der Zugang zu sicheren Arzneimitteln.

Wasser ist Lebensraum für eine Vielzahl von Mikroorganismen, unter denen sich auch resistente Krankheitserreger befinden können. Teiche, Flüsse und Seen können demnach ein wichtiges Reservoir für Krankheitserreger und antimikrobielle Resistenzen darstellen. Sie gelangen unter anderem über Abwässer, Tiere und Menschen in das Gewässer, von wo aus sie sich weiter ausbreiten können, etwa beim Baden im See oder Trinken von Seewasser.

Im Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS wurde in verschiedenen Projekten die Häufigkeit und Vielfalt von antimikrobiellen Resistenzen in unterschiedlichen Gewässern untersucht. Dabei werden Unterschiede zwischen städtischen und ländlichen Gewässern festgestellt. Wie sich das Oktoberfest mit rund 6 Millionen Besuchern aus aller Welt im Abwasser widerspiegelt, war ebenfalls Gegenstand einer Untersuchung.

Warum Resistenzen im Wasser ein Problem sind und was bei den Forschungsprojekten herausgekommen ist, darum geht es in dieser Folge des Podcasts „Mikroben im Visier“. Elisabeth und Christian sprechen darüber mit Prof. Dr. Alex Greenwood von Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) in Berlin und Prof. Dr. Hans-Peter Grossart vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin.

Resistente Krankheitserreger oder Resistenzgene gelangen über Abwasser aus Haushalten und Krankenhäusern, aber auch aus der Landwirtschaft und auch über Kläranlagen, die resistente Erreger nur teilweise entfernen, in Seen, Flüsse und auch das Meer. Das ist problematisch, weil diese Resistenzen dauerhaft im Wasser verbleiben. Umweltbakterien können Resistenzgene von Krankheitserregern durch horizontalen Gentransfer aufnehmen. Dadurch wird die Umwelt zu einem Reservoir für Resistenzen. Das erhöht das Risiko, dass Menschen über Kontakt mit Wasser (Schwimmen, Trinken, Bewässerung von Nahrungsmitteln) Resistenzen aufnehmen.

Das Problem wird durch die Anwesenheit von Mikroplastikpartikel in Flüssen und Seen noch verstärkt, wie Studien gezeigt haben. Auf den Oberflächen dieser Partikel bilden sich Biofilme, die oft eine hohe Dichte an resistenten Erregern und Resistenzgenen aufweisen.

Das Trinkwasser in Deutschland ist laut Aussage der beiden Experten von guter Qualität. „In Deutschland wird das Trinkwasser sehr gut aufbereitet, sodass die Wahrscheinlichkeit einer direkten Kontamination mit antimikrobiellen Resistenzen sehr niedrig ist“, sagt Hans-Peter Grossart.

Neu in dieser Folge: „Mikrobe des Monats“

Die Verwendung von Antibiotika in der industriellen Tierhaltung gilt als einer der wesentlichen Treiber von Antibiotikaresistenzen beim Menschen. Stimmt das wirklich? Tatsache ist, dass drei Viertel aller produzierten Antibiotika an Tiere verabreicht werden. Der Einsatz von Antibiotika führt dazu, dass resistente Bakterien entstehen. Diese werden über Tierkot ausgeschieden, gelangen als Gülle auf die Felder und damit in die Umwelt, oder können auch über Fleisch, Milch und Eier zum Menschen gelangen. Wie relevant diese resistenten Erreger tierischen Ursprungs für die menschliche Gesundheit sind, lässt sich allerdings schwer abschätzen.

Tatsächlich gibt es – zumindest in der Europäischen Union – auch eine Reihe von Vorschriften, die dafür sorgen sollen, dass Antibiotika nicht übermäßig in der Tierhaltung eingesetzt werden. So ist es in der EU seit 2006 verboten, Antibiotika als Leistungsförderer zu verwenden, um zum Beispiel das Wachstum der Tiere zu verbessern. Durch diese und weitere Regelungen ist es gelungen, den Verbrauch von Antibiotika in der Tierhaltung deutlich zu reduzieren. So ging die Menge antibakteriell wirksamer Tierarzneimittel von 2011 bis 2022 um insgesamt 68 Prozent zurück (Quelle: Lagebild zur Antibiotikaresistenz im Bereich Tierhaltung und Lebensmittelkette 2024, BMLEH). In anderen Ländern gibt es diese Verbote aber nicht. Hinzu kommt das vielerorts keine Überwachung und Kontrolle des Antibiotikaeinsatzes gibt.

In der heutigen Folge gucken sich Elisabeth und Christian genau an, wie resistente Erreger aus der Tierhaltung in die Umwelt und zum Menschen gelangen, und was dazu im Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS geforscht wird. Dazu sprechen Sie mit einer ausgewiesenen Expertin auf diesem Gebiet: Dr. Tina Kabelitz vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie in Potsdam. Die Biologin leitet dort die Arbeitsgruppe „Infektionen und antimikrobielle Resistenzen in der Nutztierhaltung“.

Die Wissenschaftlerin untersucht nicht nur, wie resistente Erreger aus der Tierhaltung in die Umwelt gelangen, sondern sucht auch nach Wegen, die Ausbreitung zu verhindern, etwa durch besondere Haltungsmaßnahmen. Ein entscheidender Faktor ist hierbei auch das Tierwohl. Tiere, die mehr Platz und Umweltkontakt haben sowie gutes Futter erhalten, sind weniger gestresst und weniger anfällig für Krankheiten, müssen demzufolge auch weniger Antibiotika bekommen. „Da gibt es auch ganz viel Potenzial, wirtschaftlicher zu sein und nachhaltiger zu sein, wenn man den Tieren bessere Haltungsbedingungen liefern kann“, betont Tina Kabelitz.

Der Einsatz von Antibiotika oder auch anderer antimikrobieller Wirkstoffe sollte nicht wahllos erfolgen. Im Idealfall wird zunächst eine Probe vom Ort der Infektion, also zum Beispiel Nasensekret, Lungenauswurf, Blut, Stuhl oder Urin, ins Labor geschickt. Dort wird der Erregertyp nachgewiesen und geprüft, ob und welche Antibiotika zur Behandlung geeignet sind.

In der heutigen Folge erklären Elisabeth und Christian, mit welchen Methoden die Erreger nachgewiesen werden und wie Resistenzen im Labor bestimmt werden. Hierzu zählen vor allem die Erregerkultur, die Polymerasekettenreaktion (PCR) sowie immunologische Tests und genetische Tests.

Das Antibiogramm gibt Auskunft darüber, ob mit einem gewählten Arzneimittel die Erreger in der Probe abgetötet werden oder nicht. Ein wichtiger Wert hierbei ist die minimale Hemmkonzentration. Das ist die Konzentration von Antibiotika, die ein Wachstum der Krankheitserreger verhindert. Je niedriger dieser Wert ist, umso besser.

In der Realität werden Antibiotika oft ohne Nachweise von Erregertyp und möglicher Resistenzen verordnet. Denn Diagnostik kostet Zeit und Geld. Und die Beschwerden sollen ja auch möglichst schnell verschwinden.

Wie der Ablauf im mikrobiologischen Labor ist, wenn dort eine Probe von einem infizierten Patienten ankommt, erklärt Dr. Sönke Andres vom Nationalen Referenzzentrum für Mykobakterien am Forschungszentrum Borstel.

Besonders wichtig ist die Testung auf Resistenzen bei den Erregern der Tuberkulose (Mycobacterium tuberculosis). Denn hier kommen Resistenzen besonders oft vor. Hier kommen vor allem genetische Testverfahren zum Einsatz.

Über neue Entwicklungen bei der Tuberkulose-Diagnostik informiert Prof. Dr. Ulrich Schaible, Sprecher des Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS, Direktor des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum.

Bakterien, die unempfindlich gegen antimikrobielle Substanzen sind, haben einen Überlebensvorteil. Sie können sich vermehren, auch wenn Antibiotika eingenommen werden. Aber wie kommt es zu Resistenzen? Was genau passiert da in der Bakterienzelle? Und mit welchen Strategien lassen sich Resistenzen vermeiden? Diesen Fragen gehen Elisabeth und Christian in der heutigen Podcast-Folge auf den Grund.

Denn eins ist klar, ohne Antibiotika ist die moderne Medizin nicht denkbar. Und bereits eine simple Wundinfektion könnte tödlich enden.

Resistenzen können spontan durch Mutationen entstehen. Beim Verdoppeln ihres genetischen Materials machen Bakterien immer wieder Fehler. Eine solche Veränderung im Erbgut kann zum Beispiel verhindern, dass das Antibiotikum in die Zelle gelangt, oder es verändert das Angriffsziel des Antibiotikums in der Zelle. Dadurch kann das Medikament wirkungslos werden.

Ein vielversprechendes neues Therapiekonzept bieten antimikrobielle Peptide, die zur angeborenen Immunität des Menschen gehören. Forschende auf der ganzen Welt arbeiten daran, neue Therapien auf Basis dieser kleinen Eiweißmoleküle zu entwickeln. Einer davon ist Gast dieser Podcast-Folge: Dr. Thomas Gutsmann.

Der Physiker leitet die Forschungsgruppe Biophysik am Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum und ist Professor an der Universität zu Lübeck. Seine Forschung konzentriert sich auf die Rolle von Biomembranen bei Infektionen der Lunge und die Wirkung von antimikrobiellen Peptiden. Im Frühjahr 2026 folgt er auf Ulrich Schaible als Sprecher des Leibniz-Forschungsverbands INFECTIONS.

Antibiotika im Abwasser und in der Tierhaltung, resistente Krankheitserreger in der Atemluft, Evolution von Resistenzen und Selbstmedikation in Ländern des globalen Südens – im Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS wird zu diesen und vielen weiteren Themen geforscht. Die neuesten Erkenntnisse wurden beim INFECTIONS-Symposium „Antimikrobielle Resistenzen – die stille Pandemie!“ im März 2025 vorgestellt.

In der aktuellen Folge des Podcasts „Mikroben im Visier“ haben sich die Moderatoren Elisabeth Pfrommer vom Robert Koch Institut und Christian Nehls vom Forschungszentrum Borstel, Leibniz-Lungenzentrum bei drei Teilnehmern des Treffens umgehört und erfahren, was aktuell zu antimikrobiellen Resistenzen geforscht und worüber diskutiert wird.

Die Gäste:

Dabei ging es unter anderem um das Konzept von One Health, um Fliegen, die Resistenzen aus der Schweinemast in unsere Wohnungen bringen, um politische Maßnahmen, die Pharmafirmen dazu bringen könnten, neue Antibiotika zu entwickeln und um die Politik des amerikanischen Präsidenten, die dramatische Folgen für die Infektionsforschung und die gesundheitliche Situation hat.

Das Konzept von One Health berücksichtigt, dass die Gesundheit von Mensch, Tier, Pflanzen und ihrer gemeinsamen Umwelt eng miteinander verknüpft ist. Der One-Health-Ansatz fördert die interdisziplinäre Zusammenarbeit, insbesondere zwischen Human- und Tiermedizin, Umweltwissenschaften und Sozialwissenschaften.

Die Lage ist dramatisch. Von 1990 bis 2021 sind jedes Jahr weltweit mehr als eine Million Menschen aufgrund antimikrobieller Resistenzen gestorben, so das Ergebnis einer Studie. Tendenz steigend. (1)

Der Leibniz-Forschungsverbund Infections nimmt diese Resistenzen in den Fokus und bündelt biologische, soziale und ökologische Expertisen, um die Verbreitung von Resistenzen besser zu verstehen und umfassende Lösungen zur Eindämmung antimikrobieller Resistenzen zu entwickeln.

Diese erste Folge gibt zunächst einmal eine Einführung in die Thematik und informiert über den richtigen Umgang mit Antibiotika. Denn falsche und zu häufige Anwendung von antimikrobiellen Wirkstoffen bei Menschen, Tieren und Pflanzen sind die Hauptursachen für die Entwicklung arzneimittelresistenter Krankheitserreger.

Beispiel für eine falsche Anwendung von Antibiotika ist die Einnahme bei Virusinfekten. Antibiotika wirken nur gegen Bakterien nicht gegen Viren. Viele Menschen wissen das nicht, wie eine Umfrage (Eurobarometer-Umfrage) in der europäischen Bevölkerung ergeben hat. Demnach wusste nur die Hälfte der Befragten, dass Antibiotika gegen Viren unwirksam sind. (2)

Wenn es nicht gelingt, diese Resistenzen einzudämmen und einen Weg zu finden, damit umzugehen, werden zukünftig noch viel mehr Menschen an ganz einfachen Infektionskrankheiten, zum Beispiel auch Schnittverletzungen, sterben.

Fakten zu antimikrobiellen Resistenzen (3):

• Falsche und zu häufige Anwendung von antimikrobiellen Wirkstoffen bei Menschen, Tieren und Pflanzen sind die Hauptursachen für die Entwicklung arzneimittelresistenter Krankheitserreger

• Wirkstoffresistenzen betreffen Länder in allen Regionen und auf allen Einkommensstufen. Armut und Ungleichheit verschärfen die Ursachen und Folgen

• Resistenzen stellen viele Errungenschaften der modernen Medizin in Frage. Sie erschweren die Behandlung von Infektionen und machen Operationen, Kaiserschnitte oder auch die Chemotherapie von Krebskranken riskanter.

• Die Versorgung mit und der Zugang zu Antibiotika ist weltweit bedroht

• Forschung und Entwicklung neuer Wirkstoffe ist unzureichend, und es besteht dringender Bedarf an zusätzlichen Maßnahmen

• Resistenzen sind auch ein wirtschaftliches Problem: Sie können bis 2050 zu zusätzlichen Kosten im Gesundheitswesen in Höhe von 1 Billion US-Dollar führen und bis 2030 Verluste beim Bruttoinlandsprodukt von 1 bis 3,4 Billionen US-Dollar pro Jahr verursachen (4)

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Weitere Informationen:

Video: Wie entsteht eine Antibiotikaresistenz? Gesundheitsportal Bund. Eine Initiative des Bundesministeriums für Gesundheit. www.gesund.bund.de/

Antibiotika richtig anwenden und Resistenzen vermeiden. Gesundheitsinformation.de wird vom Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG) herausgegeben.

Quellen:

(1) GBD 2021 Antimicrobial Resistance Collaborators. Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990-2021: a systematic analysis with forecasts to 2050. Lancet. 2024 Sep 28;404(10459):1199-1226. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(24)01867-1

Webseite INFECTIONS: www.leibnizinfections.de