Warum Resistenzen bei Antibiotika häufig sind, bei Impfstoffen jedoch selten

Warum Resistenzen bei Antibiotika häufig sind, bei Impfstoffen jedoch seltenAntibiotikaresistenz ist insofern ein weltweites Problem, als ein ernstes Risiko besteht, dass häufige Infektionen bald auftreten unbehandelbar. Inzwischen entwickelten sich Impfstoffe vor fast einem Jahrhundert schützen uns immer noch vor tödlichen Krankheiten. Was könnte diesen Unterschied erklären?

Bakterien haben Resistenz gegen entwickelt Jedes Antibiotikum, das jemals entwickelt wurde. Manchmal geschah dies sehr bald nach der Einführung eines Antibiotikums. Es dauerte nur sechs Jahre für die Resistenz gegen Penicillin, das erste Antibiotikum, das in britischen Krankenhäusern weit verbreitet ist.

Aber Resistenz gegen Impfstoffe hat nur passierte selten. Und Impfstoffe haben uns geholfen, Pocken und hoffentlich bald auch Polio auszurotten. Eine frühere Studie schlugen zwei überzeugende Argumente vor, um dieses Phänomen zu erklären, indem entscheidende Unterschiede zwischen den Mechanismen von Arzneimitteln und Impfstoffen hervorgehoben wurden.

Aber lassen Sie uns zunächst erklären, was wir unter Widerstand verstehen und wie er entsteht. Während einer Infektion vermehren sich Viren und Bakterien schnell. Dabei kopieren sie ihr genetisches Material millionenfach. Dabei treten häufig Fehler auf, wobei jeder Fehler das Genom leicht verändert. Diese Fehler werden als Mutationen bezeichnet.

Meistens haben Mutationen wenig bis gar keine Wirkung oder wirken sich sehr nachteilig auf die Wirksamkeit des Virus aus. Aber manchmal - sehr selten - können Krankheitserreger Glück haben und eine Mutation kann verhindern, dass ein Antibiotikum in eine Zelle eindringt oder die Stelle verändert, an der ein Medikament oder ein Antikörper binden würde, wodurch sie nicht mehr wirken. Wir nennen diese "Resistenz" - oder "Flucht" -Mutationen.


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Erster Unterschied: Anzahl der Ziele

Impfstoffe wirken durch Einbringen eines harmlosen Teils eines Krankheitserregers, genannt Antigen, in den Körper. Sie trainieren unser Immunsystem, um Y-förmige Proteine ​​oder Antikörper zu produzieren, die spezifisch an sie binden. Sie stimulieren auch die Produktion spezifischer weißer Blutkörperchen, die als T-Zellen bezeichnet werden und infizierte Zellen zerstören und zur Produktion von Antikörpern beitragen können.

Durch die Bindung an Antigene können Antikörper dazu beitragen, Krankheitserreger zu zerstören oder sie daran zu hindern, in Zellen einzudringen. Außerdem erzeugt unser Immunsystem nicht nur einen einzigen Antikörper, sondern bis zu Hunderte verschiedener Antikörper - oder Epitope -, die jeweils auf verschiedene Teile des Antigens abzielen.

Im Vergleich dazu sind Medikamente wie Antibiotika oder Virostatika normalerweise kleine Moleküle, die ein bestimmtes Enzym oder Protein hemmen, ohne das ein Pathogen nicht überleben oder sich replizieren kann. Infolgedessen erfordert eine Arzneimittelresistenz normalerweise nur die Mutation einer einzelnen Stelle. Obwohl dies nicht unmöglich ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich Fluchtmutationen für alle oder sogar die meisten Epitope entwickeln, auf die Antikörper abzielen, für die meisten Impfstoffe verschwindend gering.

Warum Resistenzen bei Antibiotika häufig sind, bei Impfstoffen jedoch selten Während Antibiotika normalerweise nur ein Ziel haben, erzeugen Impfstoffe mehrere Antikörper, die an einen anderen Teil eines Antigens binden, was die Entwicklung von Resistenzen erschwert. Celia Souque

Mit Medikamenten kann die Wahrscheinlichkeit einer Resistenz auf ähnliche Weise verringert werden, indem mehrere gleichzeitig angewendet werden - eine Strategie, die als Kombinationstherapie bezeichnet wird und zur Behandlung von HIV und Tuberkulose eingesetzt wird. Sie könnten an die Antikörper in Ihrem Körper denken, die wirken wie eine massiv komplexe Kombinationstherapiemit Hunderten von leicht unterschiedlichen Medikamenten, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Resistenzentwicklung verringert wird.

Zweiter Unterschied: Anzahl der Krankheitserreger

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen Antibiotika und Impfstoffen besteht darin, wann sie verwendet werden und wie viele Krankheitserreger es gibt. Antibiotika werden zur Behandlung einer bereits etablierten Infektion eingesetzt, wenn sich bereits Millionen von Krankheitserregern im Körper befinden. Aber Impfstoffe werden zur Vorbeugung eingesetzt. Die von ihnen erzeugten Antikörper können zu Beginn einer Infektion wirken, wenn die Anzahl der Krankheitserreger niedrig ist. Dies hat wichtige Konsequenzen, da Widerstand ein Spiel mit Zahlen ist. Es ist unwahrscheinlich, dass während der Replikation einiger Krankheitserreger eine Resistenzmutation auftritt, aber die Wahrscheinlichkeit steigt, wenn mehr Krankheitserreger vorhanden sind.

Warum Resistenzen bei Antibiotika häufig sind, bei Impfstoffen jedoch selten Je mehr Krankheitserreger während einer Infektion vorhanden sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass eine Resistenzmutation auftritt. Celia Souque

Dies bedeutet nicht, dass sich niemals eine Resistenz gegen Impfstoffe entwickelt: Ein gutes Beispiel ist die Grippe. Dank seiner hohen Mutationsrate kann das Grippevirus schnell genug Mutationen akkumulieren, dass Antikörper es möglicherweise nicht mehr erkennen - ein Prozess, der aufgerufen wird "Antigendrift". Dies erklärt teilweise, warum der Grippeimpfstoff jedes Jahr gewechselt werden muss.

Was sagt uns das über Impfstoffe gegen SARS-CoV-2? Sollten wir uns Sorgen machen, dass die neuen Impfstoffe an Wirksamkeit verlieren? Zum Glück das neuartige Coronavirus hat einen Korrekturlesemechanismus Dies reduziert die Fehler, die es bei der Replikation seines Genoms macht, und bedeutet, dass Mutationen auftreten viel seltener als bei Grippeviren.

Es wurde auch bestätigt, dass sowohl die Oxford / AstraZeneca und Pfizer / BioNTech Impfstoffe können Antikörper, die an mehrere Epitope binden, wirksam stimulieren, was die Resistenzentwicklung verlangsamen sollte.

Aber wir sollten trotzdem vorsichtig sein. Wie bereits erwähnt, sind Zahlen wichtig, wenn es um Widerstand geht. Je mehr Viren es gibt - wie bei einer schnell wachsenden Pandemie - desto wahrscheinlicher ist es, dass man den Jackpot knackt und Mutationen entwickelt, die einen signifikanten Einfluss auf die Wirksamkeit des Impfstoffs haben. In diesem Fall ist möglicherweise eine neue Version des Impfstoffs erforderlich, um Antikörper gegen diese mutierten Viren zu erzeugen. Dies ist auch der Grund, warum der Versuch, die Infektionszahlen durch Prävention und Kontaktverfolgung niedrig zu halten, von entscheidender Bedeutung ist, damit die Impfstoffe so lange wie möglich funktionieren.Das Gespräch

Über den Autor

Celia Souke, Postdoktorand, Mikrobiologie, University of Oxford und Louis du Plessis, Postdoktorand, University of Oxford

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Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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