"Antibakterielle" Chemikalie in Zahnpasta könnte Bakterien stärken
Neue Forschungsergebnisse haben ergeben, dass Triclosan, eine beliebte antibakterielle Chemikalie, den gegenteiligen Effekt haben und Bakterien gegenüber einer Antibiotikabehandlung mehr als weniger widerstandsfähig machen könnte.
Triclosan ist eine antibakterielle Verbindung, die in alltäglichen Haushalts- und Körperpflegeprodukten wie Zahnpasta, Seife, Geschirrspülmittel, Deodorants, Küchengeschirr, Spielzeug, Bettzeug, Kleidung und Müllsäcken enthalten ist.
Hersteller fügen diesen Produkten die Chemikalie hinzu, weil sie glauben, dass sie Bakterien abtötet, die Menschen unwohl fühlen lassen könnten. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Triclosan den gegenteiligen Effekt haben könnte.
Petra Levin, Professorin für Biologie am Department of Arts & Sciences der Washington University in St. Louis, leitete die neue Forschung.
Prof. Levin und Kollegen führten sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Experimente durch und zeigten, dass Triclosan Bakterien stärker und widerstandsfähiger gegen Antibiotika macht.
Unter Verwendung eines Mausmodells der Harnwegsinfektion (UTI) zeigt die neue Studie, dass Triclosan eine bestimmte Art von Antibiotikum stören kann, und erklärt den Mechanismus, durch den dies geschieht.
Triclosan hilft Bakterienzellen zu überleben
Prof. Levin und ihr Team untersuchten die Wirkung von Triclosan in Gegenwart von bakteriziden Antibiotika - also Antibiotika, die Bakterien abtöten, anstatt nur ihr Wachstum zu stoppen.
Die Forscher behandelten Escherichia coli (E coli) und MRSA-Bakterien mit diesen Antibiotika in vitro und untersuchten das Verhalten der Zellen. Eine Gruppe von Bakterienzellen wurde zuvor Triclosan ausgesetzt, die andere Gruppe nicht.
„[T] Triclosan nahm zu E coli und MRSA tolerant gegenüber bakteriziden Antibiotika in vitro bis zu 10.000-fach “, berichten die Autoren.
"Triclosan hat die Anzahl der überlebenden Bakterienzellen erheblich erhöht", fährt Prof. Levin fort.
„Normalerweise überlebt eine von einer Million Zellen Antibiotika, und ein funktionierendes Immunsystem kann sie kontrollieren. Aber Triclosan hat die Anzahl der Zellen verschoben “, erklärt der Forscher.
„Anstatt nur eine von einer Million Bakterien zu überleben, überlebte einer von zehn [0] Organismen nach 20 Stunden. Jetzt ist das Immunsystem überfordert. “
Triclosan-Mäuse hatten 100-mal mehr Bakterien
Unter Verwendung eines Mausmodells von UTI fügten die Forscher dem Trinkwasser der Nagetiere Triclosan hinzu, um die Werte wiederherzustellen, die sie bei Menschen erwarten würden.
Ungefähr 75 Prozent der Menschen in den USA haben Triclosan im Urin, sagt das Forscherteam, und 10 Prozent von ihnen haben Werte, die hoch genug sind, um aufzuhören E coli vom Wachsen.
Als nächstes behandelten die Forscher alle Mäuse mit dem Antibiotikum Ciprofloxacin. Corey Westfall, Postdoktorand in Prof. Levins Labor und Erstautor der Studie, erklärt diese Wahl des Antibiotikums.
"Ciprofloxacin (auch als Cipro bekannt) war für uns das interessanteste, da es ein Fluorchinolon ist, das die DNA-Replikation stört und das häufigste Antibiotikum zur Behandlung von Harnwegsinfektionen ist", sagt Westfall.
Nach der Behandlung hatten Triclosan-Mäuse viel höhere Bakterienspiegel im Urin sowie eine höhere Anzahl von Bakterien, die an ihrer Blase hafteten, als die Forscher sie mit Nagetieren verglichen, die kein Triclosan getrunken hatten.
"Das Ausmaß des Unterschieds in der Bakterienbelastung zwischen den Mäusen, die mit Triclosan versetztes Wasser tranken, und denen, die es nicht taten, ist bemerkenswert", kommentiert Prof. Levin.
"Wenn der Unterschied in der Anzahl der Bakterien zwischen den Gruppen weniger als zehnfach wäre, wäre es schwierig, ein starkes Argument dafür zu liefern, dass das Triclosan der Schuldige ist", fährt sie fort.
"Wir haben 100-mal mehr Bakterien im Urin von mit Triclosan behandelten Mäusen gefunden - das ist viel."
Ein „dringendes Bedürfnis“, die Verwendung von Triclosan zu überdenken
Schließlich wollten die Forscher die Mechanismen untersuchen, die Triclosan-Effekte vermitteln.
Sie fanden heraus, dass Triclosan mit einem kleinen Molekül namens ppGpp „zusammenarbeitet“, das das Wachstum von Zellen hemmt. PpGpp blockiert die Biosynthesewege, die die Bausteine neuer Zellen bilden. Solche Bausteine sind DNA, RNA, Proteine und Lipide.
Normalerweise tut ppGpp dies, wenn ein Organismus gestresst ist. Auf diese Weise werden die Ressourcen des Organismus vom Wachstum zum Überleben des Stresses umgeleitet.
Antibiotika wie Cipro wirken jedoch gezielt auf die DNA-Synthese. Wenn ppGpp jedoch den DNA-Biosyntheseweg abschaltet, fällt es Cipro schwerer, Bakterien abzutöten.
Um zu sehen, ob Triclosan tatsächlich ppGpp aktiviert, entwickelten die Forscher eine E coli Stamm, der kein ppGpp produzieren konnte, und sie verglichen dann seine Wirkungen mit einem Stamm von E coli das könnte.
PpGpp-frei E coli verhinderte, dass Triclosan Bakterienzellen vor Ciprofloxacin schützt.
Prof. Levin und Kollegen kommen zu dem Schluss: „Diese Daten zeigen eine unerwartete und sicherlich unbeabsichtigte Folge der Zugabe hoher Konzentrationen antimikrobieller Mittel in Verbraucherprodukten, was die dringende Notwendigkeit unterstützt, die Kosten und den Nutzen der prophylaktischen Verwendung von Triclosan und anderen bakteriostatischen Verbindungen neu zu bewerten.“
"Ich hoffe, dass diese Studie als Warnung dient, die uns hilft, die Bedeutung antimikrobieller Mittel in Konsumgütern zu überdenken."
Prof. Petra Levin
