5.000 Jahre im Eis – und resistent gegen 10 moderne Antibiotika

Antibiotika retten jeden Tag Leben. Doch immer öfter wirken sie nicht mehr. Resistente Keime machen Operationen riskanter, verlängern Klinikaufenthalte und erschweren selbst einfache Behandlungen. Jetzt sorgt ein Fund aus einer rumänischen Eishöhle für Aufsehen: Ein 5.000 Jahre altes Bakterium ist gegen zehn moderne Antibiotika resistent – obwohl es Jahrtausende vor der Erfindung dieser Medikamente im Eis eingeschlossen wurde.

Das Forschungsteam veröffentlichte die Ergebnisse im Fachjournal Frontiers in Microbiology. Die zentrale Botschaft: Antibiotikaresistenz ist keine rein moderne Erscheinung. Solche Mechanismen existierten lange vor der industriellen Herstellung von Medikamenten.

Antibiotikaresistenz: Bakterium aus rumänischer Höhle trotzt heutigen Mitteln

Der untersuchte Stamm trägt die Bezeichnung Psychrobacter SC65A.3. Er stammt aus der Scărișoara-Eishöhle in Rumänien. Dort lagert ein rund 100.000 Kubikmeter großer Eisblock, der bis zu 13.000 Jahre alt ist. Die isolierte Probe entstammt einer etwa 5.000 Jahre alten Eisschicht in 1.700 Zentimetern Tiefe eines 25 Meter langen Bohrkerns.

Im Labor zeigte sich, dass das Bakterium bei Temperaturen zwischen 4 und 15 Grad Celsius wächst. Es toleriert zudem hohe Salzkonzentrationen von bis zu 1,9 Mol Natriumchlorid. Solche Eigenschaften gelten als typisch für sogenannte Polyextremophile, also Organismen, die mehrere extreme Bedingungen überstehen.

Genetisch gehört der Stamm zur Art Psychrobacter cryohalolentis. Sein Genom umfasst rund 3,05 Millionen Basenpaare und enthält 2.602 Gene. Besonders brisant: Mehr als 100 dieser Gene stehen im Zusammenhang mit Resistenz gegen Antibiotika.

Gegen diese Medikamente ist der Keim resistent

Die Wissenschaftler testeten den Stamm gegen 28 Antibiotika aus zehn Wirkstoffklassen. Gegen zehn Präparate zeigte der Keim klare Resistenz.

Darunter befinden sich:

• Drittgenerations-Cephalosporine
• Fluorchinolone wie Ciprofloxacin
• Aminoglykoside
• Rifampicin
• Vancomycin
• Trimethoprim

Damit erfüllt das Bakterium die Kriterien eines multiresistenten Erregers.

Im Erbgut fanden sich bekannte Resistenz-Gene wie ampC, gyrA, gyrB und rpoB. Besonders alarmierend wirkt das Gen mcr-1. Es steht im Zusammenhang mit Resistenz gegen Colistin – ein Reserveantibiotikum, das häufig eingesetzt wird, wenn andere Mittel versagen.

„Die Untersuchung von Mikroben aus jahrtausendealtem Höhleneis zeigt, dass sich Antibiotikaresistenz natürlich in der Umwelt entwickelt hat – lange bevor moderne Antibiotika verwendet wurden“, erklärt Studienleiterin Cristina Purcarea.

Uralte Bakterien tragen alte Gene

Der Fund verändert die Perspektive. Bisher galten falscher Einsatz von Antibiotika und Massentierhaltung als Haupttreiber. Das bleibt ein wichtiger Faktor. Doch die Studie zeigt: Resistenz-Gene existierten bereits in der Natur.

Solche Umweltbakterien können als Reservoir dienen. Gene können unter bestimmten Bedingungen weitergegeben werden. Besonders mobile Erbgut-Elemente wie Plasmide spielen dabei eine Rolle. Neben klassischen Resistenz-Genen entdeckten die Forscher zahlreiche sogenannte Effluxpumpen. Diese molekularen Pumpen schleusen Antibiotika aktiv aus der Bakterienzelle. Das gleiche Prinzip nutzen viele heutige Krankenhauskeime.

Überraschend: Der Keim bekämpft selbst Supererreger

Die Geschichte hat jedoch noch eine zweite Seite. Im Labor hemmte das Bakterium das Wachstum von 14 klinischen Erregern. „Er kann das Wachstum mehrerer antibiotikaresistenter Supererreger hemmen“, so Purcarea.

Darunter:

• Pseudomonas aeruginosa
• Klebsiella pneumoniae
• mehrere Stämme von Enterococcus faecium
• ein MRSA-Stamm

Im Genom fanden die Forscher elf Gene, die mit der Produktion potenziell antimikrobieller Stoffe zusammenhängen. Dazu zählen Glykopeptide und Bacitracin-ähnliche Substanzen. Fast 600 Gene im Erbgut haben bislang unbekannte Funktionen. Sie könnten neue Ansätze für Medizin oder Industrie liefern.

Antibiotikaresistenz steigt weltweit – Uralter Höhlen-Keim macht Hoffnung

Weltweit sterben jedes Jahr Hunderttausende Menschen an Infektionen mit resistenten Keimen. Prognosen gehen von steigenden Zahlen aus, wenn keine neuen Wirkstoffe entwickelt werden.

Der Fund aus der Höhle zeigt zwei Dinge zugleich: Resistenz ist ein natürlicher Mechanismus im Überlebenskampf von Bakterien. Und genau in diesen uralten Organismen könnten neue Wirkstoffe verborgen sein. „Diese uralten Bakterien sind für Wissenschaft und Medizin von großer Bedeutung“, sagt Purcarea.

Schmelzendes Eis könnte uralte Resistenz-Gene freisetzen

Ein weiterer Aspekt betrifft den Klimawandel. Wenn Gletscher und Eisablagerungen schmelzen, könnten eingeschlossene Mikroorganismen freigesetzt werden. „Wenn schmelzendes Eis diese Mikroben freisetzt, könnten ihre Gene auf moderne Bakterien übergehen“, warnt Purcarea.

Der Fund verbindet damit mehrere große Themen: globale Gesundheit, Umweltveränderung und die Suche nach neuen Medikamenten. Ein Keim, der vor 5.000 Jahren im Eis eingeschlossen wurde, wirft heute Fragen auf, die Millionen Menschen betreffen.

Kurz zusammengefasst:

• Ein 5.000 Jahre altes Bakterium aus rumänischem Höhleneis ist multiresistent: Es widersteht zehn von 28 getesteten Antibiotika und trägt über 100 Resistenzgene – darunter auch eines, das mit Colistin-Resistenz verknüpft ist.
• Die Untersuchung zeigt: Antibiotikaresistenz ist kein rein modernes Problem, sondern ein natürlicher Mechanismus, der schon lange vor der Entwicklung heutiger Medikamente existierte.
• Gleichzeitig hemmt der Keim 14 gefährliche Klinik-Erreger und besitzt Gene für eigene antimikrobielle Stoffe – er steht damit sowohl für ein Risiko als auch für eine mögliche Quelle neuer Arzneimittel.

Übrigens: Während uralte Mikroben aus dem Eis neue Fragen zur Resistenz aufwerfen, steigert KI im Labor die Treibstoff-Produktion von Bakterien um das 36-Fache – und verkürzt Entwicklungszeiten drastisch. Wie synthetisches Kerosin so schneller marktreif werden soll, mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Paun V.I.