Wissenschaftler des ADA Forsyth Institute (AFI) haben einen Schlüsselfaktor identifiziert, der zur Verbreitung nosokomialer Infektionen (HAI) beitragen kann und neue Erkenntnisse über die Schwierigkeiten bei ihrer Bekämpfung liefert. Ihre Forschung zeigt, dass der gefährliche multiresistente (MDR) Erreger Klebsiella in nährstoffarmen Bedingungen gedeiht, die in Krankenhausumgebungen vorkommen.

Die Bedeutung nosokomialer Infektionen
Laut der Weltgesundheitsorganisation stellen nosokomiale Infektionen ein erhebliches Risiko für Patienten dar, da sie oft zu verlängerten Krankenhausaufenthalten, schweren gesundheitlichen Komplikationen und hohen Sterblichkeitsraten führen. Einer der herausforderndsten Aspekte bei der Behandlung von HAI ist die Resistenz der Erreger gegen mehrere Medikamente. In einer kürzlich im Journal Microbiome veröffentlichten Studie fanden AFI-Wissenschaftler heraus, dass Klebsiella, die gesunde Personen besiedelt, nicht nur eine natürliche MDR-Fähigkeit besitzt, sondern auch die bakterielle Gemeinschaft dominiert, wenn sie von Nährstoffen beraubt ist.

Klebsiella in Hungersnotbedingungen
„Unsere Forschung zeigt, dass Klebsiella andere Mikroorganismen in ihrer Gemeinschaft übertreffen kann, wenn sie von Nährstoffen beraubt ist“, sagte Batbileg Bor, Ph.D., außerordentlicher Professor am AFI und Hauptforscher der Studie. „Wir analysierten Proben von Speichel und Nasenflüssigkeiten, um die Reaktion von Klebsiella auf Hungersnotbedingungen zu beobachten. Erstaunlicherweise breitet sich Klebsiella unter solchen Bedingungen schnell aus und dominiert die gesamte mikrobielle Gemeinschaft, während andere Bakterien absterben.“

Klebsiella ist einer der drei Hauptverursacher von HAI, einschließlich Lungenentzündung und Reizdarmsyndrom. Als kolonisierende opportunistische Pathogene besiedeln sie natürlicherweise die Mund- und Nasenhöhlen gesunder Personen, können jedoch unter bestimmten Bedingungen pathogen werden. „Krankenhausumgebungen bieten ideale Bedingungen für die Verbreitung von Klebsiella“, erklärte Dr. Bor. „Nasen- oder Speicheltropfen auf Krankenhausoberflächen, Abflüsse von Waschbecken und die Münder und Rachen von beatmeten Patienten sind allesamt Hungersnotbedingungen.“

Überleben und Verbreitung von Klebsiella
Dr. Bor erklärte weiter: „Wenn ein Patient an ein Beatmungsgerät angeschlossen wird, hört er auf, Nahrung über den Mund aufzunehmen, wodurch die Bakterien in seinem Mund von Nährstoffen beraubt werden, was es Klebsiella ermöglicht, andere orale Bakterien zu übertreffen. Die Mund- und Nasenhöhle können auf diese Weise als Reservoirs für mehrere opportunistische Pathogene dienen.“

Langfristige Präsenz des Erregers
Darüber hinaus kann Klebsiella Nährstoffe aus toten Bakterien beziehen, was ihr ermöglicht, über längere Zeiträume unter Hungersnotbedingungen zu überleben. Forscher fanden heraus, dass Klebsiella in oralen oder nasalen Proben über 120 Tage nach der Nahrungsentzug weiterhin vorhanden war.

Weitere bedeutende Erkenntnisse der Studie umfassen die Beobachtung, dass Klebsiella aus der Mundhöhle, die eine vielfältige mikrobielle Gemeinschaft enthält, weniger verbreitet und weniger häufig war als die aus der Nasenhöhle, die weniger vielfältig ist. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass mikrobielle Vielfalt und spezifische kommensale (nicht pathogene) Speichelbakterien eine entscheidende Rolle bei der Begrenzung des übermäßigen Wachstums von Klebsiella-Arten spielen können.

Zusammenhang mit nosokomialen Infektionen
Revolutionäre Forschung, die von AFI-Wissenschaftlern durchgeführt wurde, bietet neue Einblicke in die Übertragung und Verbreitung nosokomialer Infektionen und ebnet den Weg für effektivere Präventions- und Behandlungsstrategien. Es wurde ein klarer Zusammenhang zwischen oraler und nasaler Besiedlung durch Klebsiella und schweren nosokomialen Infektionen festgestellt, was die Notwendigkeit verbesserter Hygienemaßnahmen und Infektionskontrolle in Krankenhausumgebungen unterstreicht.

Mitarbeiter und Finanzierung
Weitere Mitarbeiter des Projekts sind: Xuesong He, Alex S. Grossman, Jett Liu, Nell Spencer, Wenyuan Shi und Hatice Hasturk von ADA Forsyth; Daniel R. Utter vom California Institute of Technology; Lei Lei von der Sichuan University; Nidia Castro dos Santos von der Guarulhos University; und Jonathon L. Baker von der Oregon Health & Science University.

Finanzierung
Diese Forschung wurde teilweise durch Mittel des National Institute of Dental and Craniofacial Research der National Institutes of Health im Rahmen des T90-Stipendiums (Alex S. Grossman); 1K99DE027719 (Batbileg Bor), 1R01DE031274-01 (Batbileg Bor) und 1R01DE023810 (Xuesong He) unterstützt.

Weitere Forschung
Fortgesetzte Forschung ist entscheidend für das Verständnis der Mechanismen, durch die Klebsiella in Krankenhausbedingungen überlebt und sich verbreitet. Weitere Studien sind geplant, um spezifische Gene und Proteine zu identifizieren, die für die Arzneimittelresistenz und das Überleben unter Hungersnotbedingungen verantwortlich sind. Diese Ergebnisse könnten zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien führen, die auf diese Schlüsselfaktoren abzielen und die Inzidenz nosokomialer Infektionen verringern.

Die Bedeutung der Hygiene
Die Forschung unterstreicht die Bedeutung strenger Hygienemaßnahmen in Krankenhäusern, um die Verbreitung von Klebsiella und anderen MDR-Erregern zu reduzieren. Regelmäßige Reinigung und Desinfektion von Oberflächen, ordnungsgemäße Sterilisation von medizinischen Geräten und die Schulung des medizinischen Personals in den besten Praktiken zur Infektionsprävention können das Risiko von HAI erheblich verringern. Darüber hinaus ist die Verwendung von Schutzausrüstung wie Handschuhen und Masken entscheidend, um die Übertragung von Erregern zwischen Patienten und medizinischem Personal zu verhindern.

Forschungsergebnisse
AFI-Wissenschaftler arbeiten weiterhin an der Forschung und Entwicklung neuer Methoden zur Bekämpfung nosokomialer Infektionen. Ihre Arbeit bildet die Grundlage für zukünftige Forschung und Innovationen im Bereich der medizinischen Mikrobiologie mit dem Ziel, die Gesundheit der Patienten zu verbessern und die Inzidenz schwerer Infektionen in Krankenhausumgebungen zu verringern. Angesichts der Resistenz von Klebsiella und anderen MDR-Erregern ist eine kontinuierliche Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, medizinischem Personal und Gesundheitsinstitutionen erforderlich, um wirksame Strategien zur Bekämpfung dieser Bedrohungen zu entwickeln.

Quelle: Forsyth Institute