Phagen: Der Ersatz für Antibiotika?

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  Quantumrun-Vorausschau
• 6. Mai 2022

Zusammenfassung der Einblicke

Phagen, Viren, die so entwickelt wurden, dass sie gezielt bestimmte Bakterien angreifen und abtöten, stellen eine vielversprechende Alternative zu Antibiotika dar, deren Wirksamkeit aufgrund übermäßiger Anwendung und der daraus resultierenden bakteriellen Resistenz verloren gegangen ist. Die Anwendung von Phagen erstreckt sich über menschliche Krankheiten hinaus auf die Viehzucht und die Lebensmittelproduktion, wodurch möglicherweise die Ernteerträge gesteigert, die Kosten gesenkt und den Landwirten neue Werkzeuge zur Bakterienbekämpfung bereitgestellt werden. Zu den langfristigen Auswirkungen von Phagen gehören eine ausgewogene weltweite Nahrungsmittelverteilung und das Wachstum in Teilbranchen des Gesundheitswesens sowie Herausforderungen wie mögliche ökologische Folgen, ethische Debatten und das Risiko neuer antibiotikaresistenter Infektionen.

Phagen Kontext

Antibiotika haben den Menschen im letzten Jahrhundert zu einer entscheidenden Abwehr gegen eine Vielzahl von Krankheiten gemacht. Ihr übermäßiger Gebrauch hat jedoch dazu geführt, dass einige Bakterien zunehmend resistent gegen die meisten und in einigen Fällen alle bekannten Antibiotika geworden sind. Glücklicherweise stellen Phagen eine vielversprechende Alternative dar, um sich gegen eine potenziell gefährliche Zukunft voller antibiotikaresistenter Krankheiten zu wehren. 

Einer Klassifizierungsdatenbank der Weltgesundheitsorganisation zufolge stieg der Einsatz von Antibiotika zwischen 2000 und 2015 weltweit um 26.2 Prozent. Der übermäßige Einsatz von Antibiotika in den letzten Jahrzehnten hat dazu geführt, dass mehrere Zielbakterien Resistenzen gegen antimikrobielle Medikamente aufgebaut haben. Diese Entwicklung hat sowohl Menschen als auch Nutztiere anfälliger für bakterielle Infektionen gemacht und zur Entstehung sogenannter „Superbugs“ beigetragen. 

Phagen bieten eine vielversprechende Lösung für diesen sich entwickelnden Trend, da sie anders funktionieren als Antibiotika; Einfach gesagt handelt es sich bei Phagen um Viren, die so entwickelt wurden, dass sie gezielt bestimmte Formen von Bakterien angreifen und abtöten. Phagen suchen nach gezielten Bakterienzellen und injizieren sich dann in diese, vermehren sich, bis die Bakterien zerstört sind, und verteilen sich dann. Das Potenzial von Phagen zur Behandlung von Bakterien veranlasste die Texas A&M University im Jahr 2010, das Center for Phage Technology zu eröffnen. 

Störende Wirkung

PGH und mehrere andere Startups glauben, dass Phagen über menschliche Krankheiten hinaus eingesetzt werden könnten, insbesondere in der Vieh- und Lebensmittelindustrie. Die vergleichsweise Erschwinglichkeit der Herstellung von Phagentherapien und die Erlangung der Genehmigung der Federal Drug Administration in den USA würden die Preise mit denen von Antibiotika vergleichbar halten und den Landwirten den Zugang zu neuen Waffen zur Bakterienbekämpfung ermöglichen. Phagen müssen jedoch bei 4 °C gelagert werden, was für ihre weitverbreitete Verwendung eine logistische Herausforderung bei der Lagerung darstellt. 

Da Phagen die Viren, die zur Zerstörung gezielter Bakterien erforderlich sind, proportional selbst verstärken, müssen sich Landwirte keine Sorgen mehr über die Gefahren bakterieller Krankheiten in ihrem Viehbestand machen. Ebenso können Phagen Nahrungspflanzen dabei helfen, sich gegen bakterielle Krankheiten zu verteidigen, und so den Landwirten helfen, ihre Ernteerträge und Gewinne zu steigern, da größere Pflanzen geerntet werden können, und letztendlich der Agrarindustrie ermöglichen, die Kosten zu senken und ihre Betriebsmargen zu erhöhen. 

Bis Ende der 2020er Jahre werden diese beeindruckenden Vorteile dazu führen, dass Phagenbehandlungen im kommerziellen Maßstab eingeführt werden, insbesondere in Ländern, die bedeutende Agrarexporte produzieren. Die Notwendigkeit, Phagen bei geeigneten Temperaturen zu lagern, kann auch dazu führen, dass neue Arten von mobilen Kühleinheiten entwickelt werden, um die Verwendung von Phagen in der Landwirtschaft und im Gesundheitswesen zu unterstützen. Alternativ könnten Wissenschaftler in den 2030er Jahren Lagerungsmethoden entwickeln, die keine Kühlung erfordern, wie z. B. Sprühtrocknung, was möglicherweise eine längere Lagerung von Phagen bei Raumtemperatur ermöglichen könnte. 

Auswirkungen von Phagen

Weitere Auswirkungen von Phagen können sein:

• Nahrungsmittelüberschüsse, die durch höhere Ernten und Überproduktion erzielt werden, werden an Länder verteilt, die unter Nahrungsmittelknappheit leiden, was zu einer ausgewogeneren globalen Nahrungsmittelverteilung führt und möglicherweise den Hunger in verarmten Regionen lindert.
• Erhöhte Lebenserwartung und geringere Gesundheitskosten für menschliche Patienten und Nutztiere, die an antibiotikaresistenten Infektionen leiden und nun endlich behandelt werden können, wenn zuvor keine verfügbar war, was zu einer gesünderen Bevölkerung und nachhaltigeren Gesundheitssystemen führt.
• Das beschleunigte Wachstum einer Teilbranche des Gesundheitswesens, die sich der Phagenforschung, -produktion und -verteilung widmet, führt zu neuen Beschäftigungsmöglichkeiten und trägt zum Wirtschaftswachstum im Biotechnologiesektor bei.
• Bescheidene Unterstützung der Bevölkerungswachstumszahlen weltweit, da Phagen dazu beitragen können, die Kindersterblichkeitsrate zu senken, was zu stabileren demografischen Trends und potenziellen wirtschaftlichen Vorteilen einer wachsenden Erwerbsbevölkerung führt.
• Die potenzielle übermäßige Abhängigkeit von Phagen in der Landwirtschaft führt zu unvorhergesehenen ökologischen Folgen und Herausforderungen bei der Erhaltung der biologischen Vielfalt.
• Ethische Bedenken und Debatten über den Einsatz von Phagen in der Medizin und Landwirtschaft führen zu komplexen Regulierungslandschaften, die in einigen Regionen den Fortschritt behindern können.
• Es besteht die Möglichkeit, dass sich innerhalb der Phagenindustrie Monopole oder Oligopole bilden, was zu einem ungleichen Zugang zu diesen lebenswichtigen Ressourcen und potenziell negativen Auswirkungen auf kleinere Unternehmen und Verbraucher führt.
• Das Risiko, dass aufgrund der unsachgemäßen Verwendung von Phagen neue Stämme antibiotikaresistenter Infektionen entstehen, führt zu weiteren Herausforderungen im Gesundheitswesen und möglichen Krisen im Bereich der öffentlichen Gesundheit.

Fragen zu berücksichtigen

• Welche negativen Auswirkungen könnten Phagen auf die Agrar- und Gesundheitsindustrie haben? 
• Glauben Sie, dass Superbugs und Viren gegen Phagen resistent werden könnten?