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Zahlreiche Krankheitserreger sind in der Lage, Resistenzen gegen Medikamente wie Antibiotika auszubilden und sich so vor ihnen zu schützen und unkontrolliert zu verbreiten. Zudem können viele Krankheiten nicht ausreichend behandelt werden, da wirksame Arzneimittel fehlen. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist sehr aufwendig. Interessante Kandidaten sind dabei Naturstoffe, sogenannte Sekundärmetabolite, die von Bakterien, Pilzen und Pflanzen hergestellt werden. Insbesondere in der Erde lebende Myxobakterien stellen eine Vielzahl natürlicher Wirkstoffe her, um andere mikrobielle Konkurrenten oder Feinde auszuschalten. Dies ist das Spezialgebiet des Naturstoffforschers Prof. Rolf Müller. Für seine herausragenden Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Entdeckung mikrobieller Naturstoffe vor allem aus Myxobakterien wurde der deutsche Pharmazeut in diesem Jahr am 17. Mai mit dem Inhoffen-Preis geehrt. Müller leitet das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS), einen Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Kooperation mit der Universität des Saarlandes.

Für die meisten Menschen sind Bakterien Krankheitserreger, die komplizierte Infektionen verursachen. Dabei ist der Großteil der Bakterien harmlos – viele leisten sogar Hilfe, etwa bei der Verdauung. Zu Robert Kochs Zeiten waren sie gleichgesetzt mit Cholera, Pest und Tuberkulose. Doch gefährliche Krankheitserreger sind die Ausnahme und arbeiten mit cleveren Tricks, um die menschlichen Zellen zu kapern. Die Evolution hat den menschlichen Körper mit einem ausgeklügelten Immunsystem ausgestattet, das Eindringlinge sofort erkennt, beseitigt und sich später sogar an sie erinnern kann. Das alles soll den Körper vor Infektionen schützen – zumindest in der Theorie. Meist funktioniert das auch in der Praxis, aber trotzdem finden krankheitserregende Bakterien immer wieder ein Schlupfloch. Ihre große Stärke ist die schnelle Vermehrung. Manche Arten bilden unter optimalen Bedingungen alle 15 Minuten eine neue Generation, die sich jedes Mal ein kleines Stückchen besser an den Wirt anpasst als die vorherige. Der Karieserreger Streptococcus mutans geht dabei so weit, dass er andere Bakterien in der Zahntasche tötet und deren Erbmaterial aufnimmt, um neue Anpassungsstrategien zu erhalten. So haben Bakterien über Jahrmillionen ein erstaunliches Repertoire an Tricks hervorgebracht, mit denen sie dem menschlichen Körper immer wieder einen Schritt voraus sind.

Als sich im Herbst 2017 die Anzeichen für einen Ausbruch der Affenpocken in Nigeria verdichteten, passten Braunschweiger Epidemiologen ihr Online-Überwachungssystem an. Damit reisten sie nach Afrika, um die Einheimischen zu unterstützen. Der Ebola-Ausbruch 2014 in Westafrika hat gezeigt, dass effiziente Seuchenüberwachungssysteme dringend erforderlich sind: Der Verlauf einer Epidemie hängt auch davon ab, wie schnell Maßnahmen zur Seuchenbekämpfung umgesetzt werden. HZI-Wissenschaftler der Abteilung für Epidemiologie unter der Leitung von Gérard Krause haben gemeinsam mit nigerianischen Wissenschaftlern eine App entwickelt, die eine Echtzeit-Datenerfassung und Maßnahmen zur Seuchenbekämpfung ermöglicht – das sogenannte Surveillance, Outbreak Response Management and Analysis System (SORMAS).

In der ambulanten Patientenversorgung werden zum Teil noch zu viele Antibiotika verordnet. Dabei entspricht die Art der verordneten Medikamente nicht immer den Empfehlungen und Leitlinien der Fachgesellschaften. Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) führt daher gemeinsam mit dem Hygienenetzwerk Niedersachsen, der Stadt Braunschweig (Gesundheitsamt und Gesundheitsplanung), dem Städtischen Klinikum Braunschweig, dem Niedersächsischen Landesgesundheitsamt und der AOK Niedersachsen das Projekt „Wirksamkeit von Antibiotikaschulungen in der niedergelassenen Ärzteschaft“ (WASA) durch, das vom Bundesministerium für Gesundheit (BMG) gefördert wird.

Heute besuchten insgesamt 24 Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 10 das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI), um sich ein Bild von der Arbeit in einer modernen Forschungseinrichtung zu machen. Im Biotechnologischen Schülerlabor (BioS) schnupperten sie in die Welt der Wissenschaft hinein.

Pilze gelten in der Wirkstoffforschung als natürliche Quelle für antimikrobielle Substanzen. Bisher wenig erforscht ist die pilzliche Vielfalt in tropischen Regionen, die eine Fülle neuer chemischer Stoffe mit antibiotischer Aktivität verspricht. Eine internationale Forschungsgruppe um Prof. Marc Stadler vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) hat neue Stoffwechselprodukte isoliert, die antimikrobielle und nematizide Reaktionen zeigen. Diese Substanzen werden von einer bislang unbekannten Pilzgattung gebildet, die das Team bei einer Studie im Regenwald von Thailand entdeckte. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachjournal MycoKeys.