Biozide und Antibiotika: Ein komplexes Zusammenspiel

Biozide sind ein unverzichtbarer Bestandteil der Hygiene in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen. Zudem tragen sie aber auch zur reibungslosen Funktion von industriellen Prozessen und zum Schutz von Materialien bei. Besonders häufig wird Benzalkoniumchlorid eingesetzt, ein Wirkstoff, der Bakterien auf Oberflächen abtöten kann oder ihr Wachstum in Flüssigkeiten hemmt. Gleichzeitig wächst die Sorge, dass Bakterien durch den regelmäßigen Kontakt mit solchen Wirkstoffen widerstandsfähiger werden und dadurch auch die Entstehung von Antibiotikaresistenzen begünstigt wird. Die nun veröffentlichte Studie der BAM zeigt jedoch, dass die Zusammenhänge deutlich komplexer sind als bislang angenommen. 

Untersucht wurde ein Stamm des Darmbakteriums Escherichia coli, der zuvor eine erhöhte Toleranz gegenüber Benzalkoniumchlorid durch die wiederholte Anwendung des Biozids entwickelt hatte. Anhand von Konkurrenzversuchen mit einem nicht-toleranten Vergleichsstamm konnten die Forschenden nachweisen, dass bereits sehr geringe Konzentrationen des Antibiotikums Ciprofloxacin diesen Biozid-toleranten Stamm gegenüber dem empfindlichen Stamm begünstigen. Solche Konzentrationen kommen beispielsweise in Abwässern von Krankenhäusern, Kläranlagen oder der Tierhaltung vor. Dadurch könnten sich Biozid-tolerante Bakterien in der Umwelt leichter ausbreiten und langfristig etablieren.

Gleichzeitig zeigte die Studie ein überraschendes Ergebnis: Obwohl die toleranten Bakterien unter bestimmten Bedingungen einen Selektionsvorteil besitzen, entwickelten sie deutlich seltener neue Resistenzen gegen verschiedene wichtige Antibiotika wie Ciprofloxacin, Colistin und Gentamicin. Damit widerlegt die Studie die verbreitete Annahme, dass eine Anpassung an Biozide grundsätzlich die Entstehung von Antibiotikaresistenzen fördert. Stattdessen können zwischen beiden Eigenschaften auch Zielkonflikte bestehen. 

Der gesellschaftliche und umweltpolitische Mehrwert der Arbeit liegt in einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Bioziden, Antibiotika und Biozid-toleranten Stämmen die als Umweltbelastungen vorkommen und liefert damit wichtige Hinweise für die Bewertung von Bioziden und für Strategien zur Reduzierung von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt. 

Consequences of benzalkonium chloride tolerance for selection dynamics and de novo resistance evolution driven by antibiotics
Orestis Kanaris, Lydia-Yasmin Sobisch, Annett Gödt, Frank Schreiber<svg width="16" height="16" focusable="false" role="img" aria-hidden="true"><use xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="#icon-eds-i-mail-medium"></use></svg> & Niclas Nordholt 
npj Antimicrobials and Resistance, 2026 volume