Die Entdeckung von Antibiotika in den 1920er Jahren hat zu einem längeren und gesünderen Leben beigetragen, und sie werden jetzt breiter als je zuvor eingesetzt. Der Hauptgrund, warum Antibiotika verschrieben werden, ist die Abtötung bakterieller Infektionen. Sie werden normalerweise verabreicht, wenn sich jemand bereits unwohl fühlt, und werden eingenommen, bis die Infektion beseitigt ist. Aber trotz jahrzehntelanger Anwendung wissen wir sehr wenig darüber, wie Antibiotika den Körper beeinflussen, jenseits der Zerstörung von Bakterien.Der Einsatz von Antibiotika ist besonders in ärmeren Ländern wichtig, wo täglich Menschen an vermeidbaren Infektionen sterben. In diesen Ländern können Antibiotika verabreicht werden, bevor Menschen krank werden, und langfristig eingenommen werden, um Krankheiten vorzubeugen. Schützende Dosen von Antibiotika wurden für Kinder mit HIV, Unterernährung und hohem Infektionsrisiko getestet, mit klaren gesundheitlichen Vorteilen bei einigen Bedingungen und ohne Verbesserung bei anderen.
Gleichzeitig treibt die weltweite Überbeanspruchung von Antibiotika die Antibiotikaresistenz voran, was bedeutet, dass Antibiotika häufige Infektionen nicht mehr beseitigen können. Es stellt uns vor ein Dilemma: Wie können wir die Notwendigkeit, gefährdete Bevölkerungsgruppen jetzt zu schützen, mit der Gefahr in Einklang bringen, dass Infektionen in Zukunft schwieriger zu behandeln sind? Um bessere Entscheidungen über den Einsatz von Antibiotika zu treffen, müssen Sie besser verstehen, was sie tun. Die Forschung zeigt, dass einige Antibiotika mehr als nur Insekten töten – und diese „Nebenwirkungen“ können eine unterschätzte Rolle für die Gesundheit spielen.
Unerwartete Vorteile
Vor mehr als sechs Jahrzehnten stellten Forscher erstmals fest, dass bestimmte Antibiotika positive Wirkungen hatten, die nicht durch das Abtöten von Bakterien erklärt wurden. Als eines der ersten Antibiotika, Prontosil, dem Blut zugesetzt wurde, konnten Immunzellen Bakterien besser fangen. Mäuse, die vor einer Hauttransplantation mit dem Antibiotikum Trimethoprim behandelt wurden, hielten ihre neue Haut länger als unbehandelte Mäuse und fast so lange wie Mäuse, die mit Azathioprin behandelt wurden, einem Medikament, das die Transplantatabstoßung durch Immunzellen unterdrückt. Diese Experimente legen nahe, dass Antibiotika das Immunsystem beeinflussen können.In jüngerer Zeit zeigte eine Überprüfung von zehn klinischen Studien zum oralen Antibiotikaeinsatz, dass die Antibiotikabehandlung das Wachstum von Kindern förderte. Wir sehen diesen Wachstumsvorteil auch bei Nutztieren, die mit Antibiotika behandelt wurden. Das Wachstum wurde nicht nur für Kinder mit Infektionskrankheiten verbessert, sondern auch für Kinder mit Unterernährung, bei denen ein überaktives Immunsystem und ein ungesunder Darm ein gesundes Wachstum behindern.Es ist nicht vollständig verstanden, wie diese unerwarteten gesundheitlichen Vorteile funktionieren, aber sie können erklären, warum Antibiotika trotz antimikrobieller Resistenz weiterhin gesundheitliche Vorteile haben.
Mehrere Mechanismen
Cotrimoxazol ist ein Antibiotikum, das Gesundheit und Überleben fördert, obwohl viele der Bakterien, die es abtötet, resistent sind. Cotrimoxazol wird häufig Menschen mit HIV verabreicht. Infektionen und anhaltende Entzündungen (anhaltende Aktivierung von Immunzellen) verschlimmern HIV. Unser Forschungsteam hat eine Studie durchgeführt, um zu sehen, ob Cotrimoxazol die Gesundheit von HIV-positiven Kindern verbessern kann, indem es anhaltende Entzündungen blockiert. In einer randomisierten kontrollierten Studie in Uganda und Simbabwe wurden HIV-positive Kinder, die bereits täglich antiretrovirale Medikamente und Cotrimoxazol einnahmen, in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe setzte die Einnahme von Cotrimoxazol fort, während die andere Gruppe aufhörte. Beide Gruppen nahmen weiterhin ihre antiretroviralen Medikamente ein, um das Virus unter Kontrolle zu halten.
Die Fortsetzung von Cotrimoxazol reduzierte schädliche Entzündungen im Blut und im Darm. Interessanterweise lag dies nicht an geringeren infektiösen Symptomen oder weniger Bakterien, die Cotrimoxazol typischerweise abtötet. Stattdessen fanden wir heraus, dass Cotrimoxazol die Entzündung auf drei neue Arten reduzierte. Erstens unterdrückte es eine Gruppe von Darmbakterien namens Streptokokken der Viridans-Gruppe, die eine Darmentzündung auslösen. Zwei, es direkt reduziert schädliche aktivierung von blut immunzellen. Und drittens blockierte es entzündliche Signale von Darmzellen. Unsere Studie ist ein Beispiel für die vielen Möglichkeiten, wie Antibiotika die Gesundheit fördern können, über die Bekämpfung von Infektionen hinaus.
Schädliche Nebenwirkungen
Nicht alle Nebenwirkungen von Antibiotika sind jedoch von Vorteil. In den letzten zehn Jahren sind wir uns der gesundheitsfördernden Eigenschaften der Mikroorganismen, die auf und in unserem Körper leben – dem Mikrobiom – bewusster geworden. Zum Beispiel ist ein vielfältiges und stabiles Darmmikrobiom für die Verdauung und den Schutz vor Darminfektionen notwendig. Die Veränderung des Mikrobioms mit Antibiotika kann hilfreich sein, wie wir bei HIV festgestellt haben, aber auch schädlich.
Untersuchungen an Tieren zeigen, dass Antibiotika das Risiko für Gewichtszunahme und metabolische Syndrome erhöhen. Diese Effekte sind am langanhaltendsten, wenn Antibiotika an junge Tiere verabreicht werden, die noch wachsen und sich entwickeln.
Bei Krebs ist eine starke Immunantwort erforderlich, um Tumore zu bekämpfen. Die Entfernung von Darmbakterien mit Antibiotika kann diesen Schutz verhindern. Da Veränderungen des Mikrobioms die Gehirnfunktion beeinflussen können, haben Forscher mögliche Zusammenhänge zwischen Antibiotikabehandlung und psychischer Gesundheit untersucht. Eine Studie untersuchte medizinische Aufzeichnungen von Hunderttausenden von britischen Patienten und stellte fest, dass der Einsatz von Antibiotika mit einem höheren Risiko für Depressionen verbunden war. Es bedarf weiterer Forschung, um zu verstehen, wie dies geschieht.
Antibiotika-Auswahl
Dies bringt uns zurück zum Dilemma des Antibiotikaeinsatzes: Behandeln oder nicht behandeln? Bei Antibiotika wie Cotrimoxazol kann die fortgesetzte Anwendung durch ihre kombinierten Wirkungen auf Infektionen und das Immunsystem gerechtfertigt sein, die zu erheblichen gesundheitlichen Vorteilen für HIV-positive Kinder in Afrika südlich der Sahara führen. Entscheidungen über den häufigeren Einsatz anderer Antibiotika oder für verschiedene Krankheiten in ärmeren Ländern sollten sowohl deren Nutzen als auch deren Risiken berücksichtigen.Der Einsatz von Antibiotika bei Tieren, Krebs und wohlhabenden Ländern findet in einem ganz anderen Kontext statt. Die schädlichen Nebenwirkungen von Antibiotika, die in diesen Studien beobachtet wurden, legen nahe, dass wir sie vorsichtiger verschreiben sollten.
Nicht jedes Antibiotikum ist für jede Situation geeignet, aber wir beginnen erst zu verstehen, warum. Um eine bessere Auswahl an Antibiotika zu treffen, müssen wir uns nicht nur mit ihren Auswirkungen auf Infektionen befassen, die uns krank machen, sondern auch mit den zugrunde liegenden Körperprozessen, die sie verändern können. Da der Einsatz von Antibiotika weltweit weiter zunimmt und sich verändert, ist es an der Zeit, dass wir besser verstehen, wie sie funktionieren.