ISS-Viren und Bakterien könnten Arzneimittelresistenzen bekämpfen

Eine Box mit Viren und Bakterien hat ihre Rückreise von der Internationalen Raumstation abgeschlossen. Die Veränderungen, die diese „Keime“ während ihrer Reise durchliefen, könnten uns Menschen auf der Erde dabei helfen, arzneimittelresistente Infektionen zu bekämpfen.

Ein Forschungsteam der University of Wisconsin-Madison und des US-Biotechnologieunternehmens Rhodium Scientific Inc. ließ Escherichia-coli-Bakterien gegen ihren viralen Erzfeind antreten: den T7-Bakteriophagen. Dieses Paar befindet sich, soweit wir es beobachten können, seit jeher in einem evolutionären „Wettrüsten“ – allerdings hatte dies bis zu ihrem Start zur ISS im Jahr 2020 noch nie unter Mikrogravitation stattgefunden.

Escherichia coli und T7-Bakteriophagen auf der ISS

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Bord der Raumstation inkubierten 25 Tage lang verschiedene Kombinationen aus Bakterien und Phagen. Parallel dazu führte das von dem Biochemiker Vatsan Raman geleitete Forschungsteam in Madison dieselben Versuche auf der Erde durch.

„Der Weltraum verändert grundlegend, wie Phagen und Bakterien miteinander interagieren: Die Infektion verläuft langsamer, und beide Organismen entwickeln sich auf einer anderen Bahn als auf der Erde“, erklären die Forschenden.

Unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit erwarben die Bakterien Mutationen in Genen, die an der Stressreaktion und der Nährstoffregulierung des Mikroorganismus beteiligt sind. Auch ihre Oberflächenproteine veränderten sich. Nach einem langsamen Beginn mutierten die Phagen als Reaktion darauf, damit sie weiterhin an ihre Wirte binden konnten.

Phagen gegen arzneimittelresistente Harnwegsinfektionen

Das Team stellte fest, dass bestimmte weltraumspezifische Mutationen der Phagen besonders wirksam darin waren, auf der Erde vorkommende Bakterien abzutöten, die Harnwegsinfektionen verursachen. Mehr als 90 Prozent der für Harnwegsinfektionen verantwortlichen Bakterien sind antibiotikaresistent, weshalb Phagenbehandlungen eine vielversprechende Alternative darstellen.

„Durch die Untersuchung dieser weltraumbedingten Anpassungen haben wir neue biologische Erkenntnisse gewonnen, die es uns ermöglichten, Phagen mit deutlich überlegener Aktivität gegen arzneimittelresistente Krankheitserreger auf der Erde zu entwickeln“, so die Forschenden.

Die Studie wurde in PLOS Biology veröffentlicht.