Vorwärmen von Colistimethatnatrium erhöht seine Wirksamkeit gegen multi-/extensiv resistente gramnegative Bazillen in Konservierungsflüssigkeit

Warum das für Transplantationspatienten wichtig ist

Wenn jemand eine lebensrettende Organtransplantation erhält, verbringt das gespendete Organ Stunden in einer gekühlten Konservierungsflüssigkeit vor der Operation. Diese Flüssigkeit kann manchmal gefährliche, hochgradig antibiotikaresistente Bakterien enthalten, die bei ohnehin fragilen Patienten schwere Infektionen verursachen können. Diese Studie untersucht eine überraschend einfache Idee: ein gebräuchliches, als letzte Instanz eingesetztes Antibiotikum vor dem Zusetzen in die Konservierungsflüssigkeit leicht „vorzuwärmen“, um zu prüfen, ob dies seine Fähigkeit verbessert, schwer behandelbare Keime abzutöten, ohne das Organ zu schädigen.

Verborgene Keime im Kältespeicherbad

Transplantierte Organe, etwa Nieren, werden beim Transport vom Spender zum Empfänger gespült und in einer speziellen Konservierungsflüssigkeit gelagert. Untersuchungen zeigen, dass diese Flüssigkeit häufig mit Mikroben kontaminiert ist, insbesondere mit sogenannten gramnegativen Bakterien, zu denen gefürchtete Krankenhauskeime wie Pseudomonas, Klebsiella, Escherichia coli und Acinetobacter gehören. Viele dieser Stämme sind inzwischen multiresistent oder extensiv resistent, das heißt, sie sind gegen die meisten Standardantibiotika unempfindlich. Auch wenn nicht jede kontaminierte Flüssigkeit eine Infektion auslöst, können bei Übertragung dieser resistenten Keime auf einen Transplantatempfänger die Folgen längere Intensivaufenthalte, Nierenschäden, Transplantatverlust und sogar Tod umfassen.

Ein Antibiotikum der letzten Wahl mit Temperatureffekt

Die Forschenden konzentrierten sich auf Colistimethatnatrium (CMS), ein weit verbreitetes Krankenhauspräparat, das als letzte Option gegen multiresistente gramnegative Bakterien eingesetzt wird. CMS ist selbst ein Prodrug — es muss sich langsam in Colistin umwandeln, die tatsächlich aktive Substanz, die die äußere Membran von Bakterien angreift. Diese Umwandlung erfolgt normalerweise über viele Stunden bei Körpertemperatur. Das Team stellte die Frage, ob sich dieser Aktivierungsschritt beschleunigen lässt, indem CMS in Lösung leicht erhitzt wird, bevor es wieder abgekühlt und der Konservierungsflüssigkeit zugegeben wird. Sie testeten verschiedene Kombinationen aus Temperatur (37 °C versus 60 °C) und Heizzeiten (5 bis 30 Minuten) unter Bedingungen, die die statische Kaltlagerung von Organen bei nahezu gefrierenden Temperaturen nachbilden.

Vorwärmen steigert die bakterielle Abtötung deutlich

In Laborversuchen prüfte das Team vorgewärmtes CMS an fünf realen Krankenhausstämmen: vier gramnegative, resistente Stämme — carbapenemresistente Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, E. coli und Acinetobacter baumannii — sowie ein grampositiver Stamm, meticillinresistenter Staphylococcus aureus (MRSA). Nach drei Stunden unter kalten, der Organlagerung ähnlichen Bedingungen zählten sie die überlebenden Bakterien. Das Erhitzen von CMS auf 60 °C für 15–30 Minuten führte zu dramatischen Reduktionen bei allen vier gramnegativen Stämmen: Einige wurden nahezu vollständig eliminiert, mit durchschnittlichen Hemmraten, die sich 100 % annäherten oder erreichten. Geringere Erwärmung auf 37 °C half nur mäßig und nur nach längerer Zeit und war deutlich weniger zuverlässig. MRSA, das eine andere Zellwandstruktur besitzt, blieb unbeeinflusst, was dem bekannten eingeschränkten Wirkspektrum von Colistin gegenüber grampositiven Bakterien entspricht.

Sicherheitsprüfung für die Niere

Da polymyxinartige Arzneien wie Colistin bei mehrtägiger Verabreichung Patientennieren schädigen können, prüften die Wissenschaftler auch, ob ihre vorgewärmte CMS-Mischung die Nierenzellen über das kürzere Zeitfenster, in dem Spenderorgane auf Eis gelagert werden, schädigen würde. Sie setzten menschliche Nierentubuluszellen vorgewärmtem CMS bei kalten Temperaturen für 3, 6 bzw. 18 Stunden aus. Bis zu 6 Stunden — dem für den Organtransport relevantesten Zeitraum — wirkten die Zellen unter dem Mikroskop normal und zeigten keinen nennenswerten Abfall der Vitalität im Vergleich zu unbehandelten Zellen. Erst nach 18 Stunden kontinuierlicher Exposition traten deutliche Anzeichen von Zellschäden auf, was darauf hindeutet, dass eine einmalige, kurzzeitige Anwendung in der Konservierungsflüssigkeit wesentlich sicherer sein könnte als eine längere Behandlung bei lebenden Patienten.

Wohin das für Transplantationen führen könnte

Für Laien ist die Kernbotschaft, dass ein einfacher Vorwärm‑und‑Abkühl‑Schritt an einem vorhandenen Antibiotikum seine Fähigkeit erheblich verbessern kann, die Flüssigkeit zu säubern, die ein Spenderorgan während des Transports umgibt. Das Vorwärmen von CMS auf 60 °C für 15–30 Minuten und anschließendes Zusatz zur Konservierungsflüssigkeit tötet im Labor viele der gefürchtetsten, medikamentenresistenten gramnegativen Bakterien schnell ab, ohne offensichtliche kurzfristige Schäden an Nierenzellen unter Kaltlagerungsbedingungen. Bestätigen zukünftige Studien diese Ergebnisse in echten Transplantationssituationen und verfeinern die optimale Temperatur‑Zeit‑Kombination, könnte diese einfache, wenig technisch aufwendige Anpassung frühe posttransplantative Infektionen reduzieren und knappe Spenderorgane sicherer und besser nutzbar machen.

Zitation: Tang, D., Zhang, L., Duan, Y. et al. Preheating colistimethate sodium enhances its efficacy against multi/extensively drug-resistant Gram-negative bacilli in preservation fluid. Sci Rep 16, 7523 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38748-5

Schlüsselwörter: Organtransplantation, antibiotikaresistente Bakterien, Konservierungsflüssigkeit, Colistin, Antibiotika-Vorwärmen