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Wie Kaffee Antibiotikaresistenzen fördern könnte
Die Entdeckung und Entwicklung der Antibiotika gilt als Meilenstein der Medizin: Sie führte zu einem weltweiten Rückgang tödlicher bakterieller Infektionen.
Problematisch wird es allerdings, wenn die herkömmlichen Arzneistoffe ihre Wirksamkeit verlieren. Nach Schätzungen der europäischen Datenbank EARS-Net (European Antimicrobial Resistance Surveillance Network) liegt die Zahl der Menschen, die in der EU im Jahr 2020 an Infektionen mit antibiotikaresistenten Bakterien starben, bei mehr als 35.000.
Äußere Einflüsse können Bakterien gegen Antibiotika resistent machen
Die hohe Anpassungsfähigkeit von Bakterien führt zur Entwicklung vielfältiger Mechanismen der Resistenz gegen Antibiotika, u. a. durch Genveränderungen (Mutationen) oder Genaustausch zwischen Bakterien.
Dadurch verändern sich etwa die Einfuhr bzw. Ausfuhr über Transportproteine, die Zielstruktur oder die Arzneistoffe werden gezielt unwirksam gemacht.
Aufgrund der komplexen Prozesse in der Umwandlung bakterieller Erbinformation besteht auch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich äußerer Einflüsse wie Medikamente und Umweltstoffe.
Studienergebnisse der Universitäten Tübingen und Würzburg unterstreichen nun die Bedeutsamkeit der Steuerung des bakteriellen Transports für Resistenzen.
Welche Substanzen fördern Antibiotikaresistenzen?
Vorrangiges Forschungsziel war es, den Einfluss von 94 Substanzen auf die Gene der Transportproteine in Escherichia coli (E. coli) zu untersuchen. In diesem Kontext wurde gemessen, wie stark die Gene in Anwesenheit der Substanzen an- oder abgeschaltet werden und welchen Beitrag die Regulatoren dabei leisten.
Gut zu wissen: Die Aktivierung eines Gens
Die Umsetzung des Erbguts steuern Regulatoren, die an spezifische DNA-Bereiche vor Genen binden. Die Ablesung des Bauplans für ein Zielmolekül wird entweder aktiviert oder gehemmt. Dabei spielen die Umschreibung (Transkription) der DNA in RNA und die Übersetzung (Translation) dieser in funktionsfähige Proteine eine wichtige Rolle.
Insgesamt konnten 53 Wechselwirkungen nachgewiesen werden, wobei verstärkte Ablesungen häufiger waren als verringerte. In den meisten Fällen handelte es sich um wachstumshemmende Substanzen wie Antibiotika.
Neben den bereits bekannten Einflüssen wurden folgende neu identifiziert:
- Koffein
- Makrolid-Antibiotika: Azithromycin, Clarithromycin, Erythromycin
- Antifolat-Antibiotika: Sulfonamide, Trimethoprim
- Tetrazyklin-Antibiotika: Doxycyclin, Minocyclin
Wie fördert Koffein eine Antibiotikaresistenz?
Häufig unterstützt ein Zusammenspiel mehrerer Regulatoren die effektive Anpassung der Bakterien. Einer davon ist Rob: Er ist an einem Drittel aller Interaktionen beteiligt und hat somit eine bedeutendere Funktion als bisher vermutet.
Koffein verstärkt die Antibiotikaresistenz, indem es den Regulator Rob aktiviert und dadurch die Menge an hergestellten Transportproteinen in der Bakterienzelle verändert. Antibiotika werden weniger in die Zelle aufgenommen und haben eine geringere Wirkung.
Muss bei der Einnahme von Antibiotika nun generell auf Kaffee verzichtet werden?
Wie die Studie zeigt, sind Antibiotikaresistenzen und Koffein unter Laborbedingungen heimliche Verbündete – allgemeingültige Schlüsse für die Praxis lassen sich bisher jedoch nicht ziehen. Ob derselbe Effekt im menschlichen Körper auftritt und welche Menge an Kaffee tatsächlich notwendig wäre, ist bislang unklar.
Zudem sind die Beobachtungen nicht pauschal auf alle Bakterienarten übertragbar. Obwohl ähnliche Veränderungen auch bei einer Salmonella-Art beobachtet wurden, führten diese nicht zur Wirkungsabschwächung der Antibiotika. Dies lässt auf verschiedene Mechanismen des bakteriellen Transports schließen.
Dennoch eröffnen sich neue Ansätze zur Untersuchung des Einflusses unseres alltäglichen Umfelds und der Ernährung auf die Wirkung der Antibiotika.
Umso wichtiger ist die Beratung zur korrekten Anwendung, insbesondere zu Einnahmedauer, den Einnahmezeitpunkten (nüchtern/vor/zu/nach einer Mahlzeit) und den zeitlichen Abständen (alle 8/12/24 Stunden).
Interaktionschecks mit der Dauermedikation und Nahrungsmitteln sind von großer Bedeutung für die Wirksamkeit. Weitere Forschung ist notwendig, um mögliche beratungsrelevante Folgen der neuen Ergebnisse zu bewerten. Quellen:
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003260
https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/AER-antimicrobial-resistance.pdf
https://www.helmholtz-hzi.de/wissen/wissensportal/antibiotikaresistenz/
Gut zu wissen: Wechselwirkungen von Nahrungsmitteln und Antibiotika
Milchprodukte & Supplemente: verringerte Wirkung von Tetrazyklinen (z. B. Doxycyclin) und Fluorchinolonen (z. B. Ciprofloxacin) möglich
Grapefruit(-saft): verstärkt Nebenwirkungen der Makrolide (z. B. Clarithromycin)
Kaffee & Tee: Fluorchinolone mindern den Koffein-Abbau; Herzrasen, Schlaflosigkeit und erhöhter Blutdruck möglich
Alkohol: verstärkt Nebenwirkungen, besonders bei Metronidazol mit intensivem Kopfschmerz, Übelkeit oder Schwindel