Silber steigert die Wirkung von Antibiotika

Neue Forschungen zeigen, dass niedrige Dosen von Silber die Wirkung von Antibiotika auf Bakterien massiv verstärken können, was sie bis zu 1000 mal empfindlicher macht. Die Forscher hoffen, dass ihre Entdeckung alten Antibiotika neues Leben einflößt, auch solchen, gegen die Mikroben resistent geworden sind.
Jim Collins vom Wyss Institute for Biological Inspired Engineering an der Harvard University und seine Kollegen berichten über ihre Ergebnisse in einem Artikel, der im Internet veröffentlicht wurde Wissenschaft Translationale Medizin am 19. Juni.
Sie fanden heraus, dass Silber nicht nur die Fähigkeit einer breiten Palette von häufig verwendeten Antibiotika erhöht, um Mäuse daran zu hindern, an ansonsten tödlichen Infektionen zu sterben, sondern dass mindestens ein resistentes Bakterium wieder Antibiotika erlag.
Die Zugabe von Silber erweiterte auch die Wirkung von Vancomycin, einem Antibiotikum, das normalerweise nur Gram-positive Bakterien wie Staph und Strep abtötet; Mit Hilfe von Silber tötete er gramnegative Bakterien wie solche, die eine Lebensmittelvergiftung und gefährliche Krankenhausinfektionen verursachen.
(Diese beiden Bakterienarten erhielten den Namen Gram-positiv oder Gram-negativ, weil sie unterschiedlich auf einen Fleckentest reagieren, der im 19. Jahrhundert von Hans Christian Gram entwickelt wurde: Eine Gruppe behält den Fleck und der andere nicht).
Außerdem stellte das Team fest, dass Silber bei zwei Arten von Infektionen geholfen hat, die in der Regel wiederholte Besuche in der Klinik zur Behandlung mit Antibiotika erfordern. Einer wird durch Biofilme verursacht, schleimige Schichten von Mikroben, die Katheter und Gelenkprothesen bedecken, und der andere wird durch Bakterien verursacht, die während der antibiotischen Behandlung schlummern und dann wieder auferstehen, wenn sie beendet sind, was zu wiederkehrenden Infektionen führt.
In einer Aussage sagt Collins, ein Pionier der synthetischen Biologie und Mitglied der Kernfakultät am Wyss-Institut, dass ihre Ergebnisse vorschlagen Silber könnte als Ergänzung zu den aktuellen Antibiotika eine sehr wertvolle Rolle spielen.
Weil es für Arzneimittelhersteller sehr schwierig ist, neue Medikamente gegen das steigende Problem antibiotikaresistenter Bakterien zu finden, blicken Wissenschaftler wie Collins und sein Team auf einige der älteren Methoden zur Bekämpfung von Infektionen zurück, auch solche, die vor der Einführung von Antibiotika eingesetzt wurden in den 1940er Jahren.
Silber wird seit langem zur Vorbeugung und Behandlung von Infektionen eingesetzt, aber genau wie es funktioniert, war ein Rätsel.
Also entschied sich das Team, sich mit neuen Werkzeugen genauer anzuschauen und herauszufinden.
Sie behandelten normale und mutierte Stämme von E coli mit einer Verbindung, die Silber enthielt, betrachtete sie durch ein Elektronenmikroskop und führte einige biochemische Tests durch.
Sie fanden, dass die Silberverbindung machte die Bakterien reaktivere Sauerstoffspezies (ROS), Chemikalien, die alle lebenden Zellen als Nebenprodukt des Stoffwechsels produzieren.
ROS spielen eine wichtige Rolle dabei, Zellen bei der Durchführung normaler Funktionen zu unterstützen. Aber im Übermaß können sie Proteine ??und DNA sowie die Zellmembran schädigen.

Die Silberverbindung verursachte auch, dass die Zellmembran undicht wurde.
Das Team fragte sich, ob all diese Effekte zusammen die Bakterien dazu bringen könnten, Antibiotika weniger standzuhalten.
Und das ist es, was sie gefunden haben: schon bei geringen Dosen hat Silber das gemacht E coli 10 bis 1.000 Mal empfindlicher gegenüber Gentamycin, Ofloxacin und Ampicillin, drei weit verbreiteten Antibiotika.
Erstautor Ruben Morones-Ramirez, bis vor kurzem Postdoktorand am Wyss-Institut und jetzt Professor an der Universidad Autónoma de Nuevo Leon in Mexiko, sagt:
"Wenn Sie den Mechanismus kennen, können Sie kombinatorische Therapien viel erfolgreicher machen."
Für den nächsten Teil ihrer Studie wandte sich das Team an Mäuse.
Sie fanden Silber eine Harnwegsinfektion von E coli das gegen Tetracyclin resistente Antibiotikum erlag.
Und bei Mäusen mit lebensbedrohlicher Peritonitis (eine Entzündung, die als Folge der Infektion der dünnen Gewebeschicht innerhalb des Bauches auftritt), half Silber Vancomycin das Leben von 90% von ihnen zu retten. Im Gegensatz dazu starben 90% der Mäuse, wenn Vancomycin ohne Silber verwendet wurde.
Das Team testete dann die Silberdosen, die sie verwendeten, um zu überprüfen, ob sie nicht toxisch waren. Sie fanden heraus, dass die Mengen, die sie verwendeten, viel zu niedrig waren, um den Mäusen Schaden zuzufügen, und sie schaden auch den menschlichen Zellen nicht.
Während dies darauf hindeutet, dass die Dosen, die sie verwenden, sicher oral oder durch Injektion bei menschlichen Patienten verabreicht werden könnten, sagt Collins, der auch das Zentrum für synthetische Biologie an der Boston University leitet:
"Wir möchten herausfinden, wie die im Wyss entwickelten Smart-Drug-Delivery-Nanotechnologien dazu beitragen können, effektive, aber nicht-toxische Silbermengen an Infektionsstellen zu liefern."
Mittel aus den National Institutes of Health, dem Howard Hughes Medical Institute und dem Wyss Institute trugen zur Finanzierung der Studie bei.
In dieser Studie trägt die chemische Eigenschaft von Silber dazu bei, Bakterien gegenüber Antibiotika sensibler zu machen. In einer weiteren faszinierenden Studie, die Anfang des Jahres veröffentlicht wurde, zeigten Wissenschaftler, wie Insektenflügel Bakterien bei Kontakt abtöten, wobei sie nur ihre physikalische Struktur ohne Hilfe von chemischen oder biologischen Mitteln nutzen. Winzige Nanoteilchen auf der Flügeloberfläche des Insekts reißen die Mikroorganismen auseinander.
Geschrieben von Catharine Paddock

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