Pathogenese von Therapieresistenzen und die Rolle von Hypochloriger Säure (HOCl)
Antimikrobielle Resistenzen gehören zu den größten Herausforderungen der modernen Veterinärmedizin. Chronisch rezidivierende Infektionen und klinische Stagnation kann in der tierärztlichen Praxis häufig beobachtet werden.
Die Ursache für das Ausbleiben eines therapeutischen Erfolgs liegt oft an der Organisation der Erreger: Sie bilden einen Biofilm.
Was ist ein Biofilm?
Ein Biofilm ist eine organisierte Gemeinschaft von Mikroorganismen, die in eine selbst produzierte extrazelluläre Matrix (EPS) eingebettet ist. Diese Matrix besteht aus Polysacchariden, Proteinen und extrazellulärer DNA und schützt Bakterien effektiv vor äußeren Einflüssen.
Entstehung eines reifen Biofilms
Wie Toleranzmechanismen entstehen
Keime innerhalb eines reifen Biofilms weisen eine höhere Toleranz gegenüber Antibiotika und herkömmlichen Antiseptika als ihre freischwimmenden Vorstufen auf. Diese Resistenz basiert im Wesentlichen auf drei Mechanismen:
- Diffusionsbarriere: Die negativ geladene EPS-Matrix fungiert als Filter. Große oder stark geladene Wirkstoffe können nicht eindringen
- Metabolische Inaktivität: Aufgrund von Sauerstoff- und Nährstoffgradienten befinden sich die Bakterien in den tieferen Schichten in einem Zustand reduzierter Stoffwechselaktivität. Da die meisten Antibiotika in aktive zelluläre Prozesse eingreifen, zeigen sie hier kaum Wirkung.
- Horizontaler Gentransfer: Die Dichte im Biofilm begünstigt den Austausch von Resistenzgenen zwischen den Bakterienspezies.
Hypochlorige Säure (HOCl): Wirkmechanismus im Biofilm
Hypochlorige Säure ist ein körpereigenes Molekül, das von neutrophilen Granulozyten im Rahmen natürlichen Immunabwehr gebildet wird.
Der Erfolg der Hypochlorigen Säure in der Behandlung bei Biofilmen lässt sich auf ihre physikochemischen Eigenschaften zurückführen.
HOCl ist elektrisch neutral und erfährt daher keine elektrostatische Abstoßung oder Bindung an die negativ geladene EPS-Matrix. Das ermöglicht eine ungehinderte Diffusion in tiefere Schichten.
Sobald HOCl auf die Bakterienzelle trifft, führt sie zu einer Oxidation in bakteriellen Proteinen und induziert somit die Apoptose. Höher entwickelte eukaryotische Zellen verfügen über komplexere Schutzmechanismen, weshalb HOCl in anwendungsgerechter Konzentration eine gute Gewebeverträglichkeit aufweist und die Granulation nicht angreift.
Fazit für die Praxis
Biofilme stellen in der Tiermedizin eine bedeutende Ursache für chronische und therapieresistente Infektionen dar. Gerade im Zeitalter zunehmender Antibiotikaresistenzen gewinnt die lokale Kontrolle mikrobieller Belastungen an Bedeutung.
Hypochlorige Säure bietet hier einen neuen Ansatz: biofilmaktiv, gewebeschonend und ohne bislang bekanntes Resistenzpotenzial.
Für Tierärzt*innen eröffnet sich damit eine zusätzliche Möglichkeit, moderne Wund- und Hauttherapien stärker auf Biofilmmanagement und Antibiotic Stewardship auszurichten.
Quellen:
Robson MC, Payne WG, Ko F, Mentis M, Donati G, Shafii SM, Culverhouse S, Wang L, Khosrovi B, Najafi R, Cooper DM, Bassiri M. Hypochlorous Acid as a Potential Wound Care Agent: Part II. Stabilized Hypochlorous Acid: Its Role in Decreasing Tissue Bacterial Bioburden and Overcoming the Inhibition of Infection on Wound Healing. J Burns Wounds. 2007 Apr 11;6:e6. PMID: 17492051; PMCID: PMC1853324.
S.J. Westgate, S.L. Percival, D.C. Knottenbelt, P.D. Clegg, C.A. Cochrane, Microbiology of equine wounds and evidence of bacterial biofilms, Veterinary Microbiology, Volume 150, Issues 1–2, 2011, Pages 152-159, ISSN 0378-1135, https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2011.01.003.