Antibiotika schaden Mitochondrien Mitochondria are usually located in the cytoplasm of cells where they generate adenosine triphosphate (ATP) to empower cellular functions.
- Pharmazeutische Zeitung: Antibiotika schaden Mitochondrien
Von Annette Mende / Antibiotika richten sich gegen bakterielle Zielstrukturen und sind deshalb für menschliche Zellen ungefährlich – so die Theorie. In der Praxis haben aber viele Antibiotika zum Teil gravierende Nebenwirkungen. US-amerikanische Forscher erklären diese jetzt mit oxidativem Stress, ausgelöst durch eine Schädigung der Mitochondrien.
Eine Therapie mit Antibiotika bedeutet nicht nur für Bakterien eine Stresssituation, sondern auch für die Körperzellen des Wirts. Denn therapeutische Dosen gängiger Antibiotika stören die Mitochondrien-Funktion und kurbeln die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) aus Säugetierzellen an. Der so entstehende oxidative Stress ist eine mögliche Erklärung für bekannte Nebenwirkungen von Antibiotika wie Oto- und Nephrotoxizität, schreiben Forscher der Universität Boston im Fachjournal »Science Translational Medicine« (doi: 10.1126/scitranslmed.3006055).
Die Aufnahmen zeigen eine gesunde (links) und eine mit Ciprofloxacin behandelte Zelle. In der gesunden Zelle sind die gelb angefärbten Mitochondrien lang gestreckt und stark verzweigt. In der behandelten Zelle sind sie dagegen ungewöhnlich kurz und unverzweigt. Ihre Funktion ist gestört.
Foto: Sameer Kalghatgi und Catherine S. Spina
In einer früheren Arbeit hatte die Gruppe um Dr. Jim Collins nachgewiesen, dass Antibiotika bei Bakterien oxidativen Stress verursachen. Der aktuellen Untersuchung lag die Überlegung zugrunde, dass auch die Mitochondrien in menschlichen Zellen auf die Gabe von Antibiotika mit oxidativem Stress reagieren könnten, da diese Zellorganellen sich vermutlich im Laufe der Evolution aus Bakterien entwickelt haben. Collins und sein Team konnten jetzt zeigen, dass die bakteriziden Antibiotika Ciprofloxacin, Ampicillin und Kanamycin bei Säugetierzellen in therapeutischen Dosen eine mitochondriale Dysfunktion sowie die ROS-Freisetzung induzieren. Der Effekt zeigte sich sowohl bei Mäusen in vivo als auch bei menschlichen Zellen in vitro.
Die Gabe des Antioxidans N-Acetylcystein milderte die schädliche Wirkung der Antibiotika ab. Gänzlich vermeiden ließ sich der Schaden durch den Einsatz eines bakteriostatischen Wirkstoffs wie Tetracyclin anstelle eines bakteriziden. In weiteren Studien wollen die Forscher jetzt herausfinden, mit welchen Strategien sich der oxidative Stress unter Antibiotika am besten reduzieren beziehungsweise verhindern lässt.