Bakterien sind einzellige Organismen. Einige sind von Natur aus im Körper vorhanden und tragen zu dessen Funktionalität bei. Antibiotika sind Medikamente, die zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen eingesetzt werden. Bakterien können jedoch Resistenzen gegen das Medikament entwickeln, das sie töten soll: Dies nennt man Antibiotikaresistenz und stellt ein ernsthaftes Problem dar, da Krankheiten, die früher mit Antibiotika der ersten Generation leicht behandelbar waren, unbehandelbar werden und das Infektionsrisiko erhöhen.

Darüber hinaus sind resistente Bakterien oft schwieriger zu töten, was zu einer Verschlimmerung potenzieller Infektionen führen kann. Daher wird die medizinische Forschung aufgefordert, einen Weg zu finden, um die Antibiotikaresistenz zu umgehen.

Bakterien setzen Membranvesikel frei

Die Identifizierung von Bakterien ist in der Medizin besonders relevant, da das richtige Antibiotikum durch die eine Infektion verursachende Bakterienart bestimmt wird. Die am häufigsten verwendete Technik zum Nachweis von Bakterien ist der Gram-Farbstoff, der die Identifizierung des Organismus anhand seiner Struktur ermöglicht. Bei diesem Verfahren werden Bakterien in zwei Kategorien eingeteilt: Gramnegative Bakterien und grampositive Bakterien. Der Gram-Fleck hat jedoch seine Grenzen. [1] Grampositive Bakterien und gramnegative Bakterien produzieren in größerem Umfang Membranvesikel (MVs).

Membranvesikel und Antibiotikaresistenz

MVs sind an verschiedenen biologischen Prozessen beteiligt, wie z.B. Virulenz und Toxinverteilung, horizontaler Gentransfer, Export von zellulären Metaboliten und Zell-zu-Zell-Kommunikation. Sie schützen auch die Bakterienpopulation vor bestimmten Antibiotika. Schließlich haben MVs auch immunmodulatorische Aktivitäten, was das Interesse der Forscherkreise geweckt hat, da sie verschiedene Verbindungen tragen könnten, die als Impfstoffe oder Krebsmedikamente verwendet werden können. [2]

Die immunregulierende Wirkung von Cannabinoiden bei bakteriellen Infektionen

Das Endocannabinoid-System (ECS) ist ein biologisches Signalsystem. Es besteht aus Neurotransmittern, den sogenannten Endocannabinoiden, die an Cannabinoidrezeptoren binden. ECS reguliert nachweislich das Immunsystem, da Cannabinoidrezeptoren in Immunzellen vorhanden sind.

ECS wird nicht nur durch Endocannabinoide aktiviert, wenn nötig, sondern auch durch andere Cannabinoide wie Phytocannabinoide (in der Marihuanapflanze). Da sie die ECS beeinflussen, spielen Cannabinoide eine immunregulatorische Rolle bei Infektionskrankheiten und haben eine starke bakterielle Aktivität auch gegen einige antibiotikaresistente Stämme. [3]

Unter diesen Phytocannabinoiden ist Cannabidiol (CBD) besonders interessant geworden. CBD ist bekannt für seine entzündungshemmenden, antioxidativen und krebshemmenden Eigenschaften. Eine frühere Studie deutet darauf hin, dass die krebshemmende Wirkung von CBD teilweise auf die hemmende Wirkung auf die Biogenese von Exosomen und Mikrovesikeln (MVs) (Freisetzung bei Krebs) zurückzuführen ist, die Lipid-Doppelschicht geschlossene Strukturen sind, die von Zellen erzeugt werden und an der Zellkommunikation durch Übertragung von genetischem Material und Proteinen beteiligt sind. [4]

Im September 2019 wurde in einer neuen Studie untersucht, ob ähnliche mutmaßliche MV-modulatorische Effekte von CBD genutzt werden können, um Bakterien für Antibiotika zu sensibilisieren.

„Cannabidiol ist ein neuartiger Modulator von bakteriellen Membranvesikeln“.

Experiment

Durch eine in vitro-Analyse zielte die Studie darauf ab, die potenziellen Auswirkungen von CBD auf die Freisetzung von Membranvesikeln (MVs) aus Bakterien, das MV-Profil und die antibakteriellen Wirkungen von CBD-Behandlungen im Zusammenhang mit verschiedenen Antibiotika zu bewerten.

Zwei Bakterien wurden für die Kultur verwendet: Escherichia coli (gramnegative Bakterien) und Staphylococcus aureus (grampositive Bakterien). Jeweils eine Kultur wurde zur Kontrolle verwendet und die anderen wurden mit CBD behandelt. Es wurden zwei Dosen verwendet: 1µM und 5µM.

Ergebnisse

Erstens verringerte CBD die MV-Freisetzung in E. coli (Gram-negativ) signifikant, hatte aber vernachlässigbare Auswirkungen auf die MV-Freisetzung in S. aureus (Gram-positiv). Die 1µM CBD-Dosis hatte eine stärkere MV-inhibierende Wirkung bei E. coli als die höhere 5µM-Dosis. Dies kann durch die biphasische Wirkung von CBD erklärt werden.

Zweitens, bei der 1µM Konzentration, erhöhte CBD signifikant die Anzahl der 500nm MVs, die in E. coli freigesetzt wurden. Dies war bei kontrollierten Bakterien und bei 5µM CBD-behandelten Bakterien vernachlässigbar. Diese Änderung ist wichtig, da jüngste Forschungen die Bedeutung der MV-Größe für den Eintritt und die Aufnahme von Zellen sowie die Existenz von MV-Subpopulationen erkennen.

Hierfür sind weitere Studien erforderlich, um nicht nur zu verstehen, warum und wie CBD die Bildung und Freisetzung von MVs beeinflusst, sondern auch, wie es als antibakterieller Wirkstoff funktioniert.  Allerdings könnte eine Veränderung des proteomischen Profils eine wichtige Rolle spielen. Tatsächlich zeigt das Experiment, dass sich die Proteinzusammensetzung von MVs aus unbehandeltem E. coli von der Proteinzusammensetzung von MVs aus CBD-behandeltem E. coli unterscheidet (fünf Proteine fehlten). Hier wurden Proteine identifiziert, die mit Stoffwechselprozessen, Zellatmung und Antibiotika-Funktionen in Verbindung gebracht wurden.#

Schließlich wurden Behandlungen nur mit Antibiotika und Behandlungen mit Antibiotika in Kombination mit CBD durchgeführt.  E. coli (Gram negativ) war viel empfindlicher auf eine kombinatorische Anwendung von CBD mit Erythromycin, Vancomycin, Rifampicin und Kanamycin, aber überhaupt nicht auf Colistin. Im Falle von S. aureus (grampositiv) war CBD und Kanamycin die einzige wirksame Kombination. Der Unterschied in der Effizienz der verschiedenen Kombinationen lässt sich durch die unterschiedliche Wirkungsweise der verwendeten Antibiotika erklären. Die verminderte Empfindlichkeit von grampositiven Bakterien gegenüber CBD und Antibiotika in Kombination mit gramnegativen Bakterien steht im Einklang mit der vernachlässigbaren Wirkung von CBD auf die MV-Freisetzung auf grampositive Bakterien. Dies zeigt generell, dass MVs eine größere Rolle bei der Antibiotikaresistenz spielen. Es hat sich gezeigt, dass MVs antimikrobielle Mittel absorbieren. Folglich könnte die Hemmung der MV-Freisetzung durch bestimmte Bakterien durch CBD-Behandlung und deren Kombination mit Antibiotika helfen, die Antibiotikaresistenz zu bekämpfen. [5]

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die CBD-inhibierende Wirkung auf bakterielle Membranvesikel ihre Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika erhöhen könnte, insbesondere bei gramnegativen Stämmen. Die Verwendung von CBD in Kombination mit spezifischen Antibiotika ist dann eine mögliche Lösung zur Reduzierung der Antibiotikaresistenz. Dennoch sind umfassendere Studien erforderlich, um den Wirkmechanismus der CBD genauer zu verstehen.

Hat dir dieser Beitrag gefallen? Mache eine Bewertung. Dieser Beitrag wurde auf der Grundlage vorhandener Recherche bis zum Datum der Veröffentlichung des Artikels erstellt. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von Studien, die auf medizinischem Cannabis basieren, können sich die bereitgestellten Informationen im Laufe der Zeit ändern, und wir informieren in weiteren Veröffentlichungen darüber.

[1] Woods GL. Detection of infection or infectious agent by use of citologic and histologic stains, Clin Microbriol Rev. 1996 Jul. 9 (3):382-404

[2] Toyofuku, M. et alt. (2018). Types and origins of bacterial membrane vesicles. Nature Reviews Microbiology. doi:10.1038/s41579-018-0112-2

[3] Hernández-Cervantes, R., et alt. (2017). Immunoregulatory Role of Cannabinoids during Infectious Disease. Neuroimmunomodulation, 24(4-5), 183–199. doi:10.1159/000481824

[4] Kosgodage, U. S., et alt. (2018). Cannabidiol (CBD) Is a Novel Inhibitor for Exosome and Microvesicle (EMV) Release in Cancer. Frontiers in pharmacology, 9, 889. doi:10.3389/fphar.2018.00889

[5] Kosgodage, U. S., et alt. (2019). Cannabidiol Is a Novel Modulator of Bacterial Membrane Vesicles. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 9, 324. doi:10.3389/fcimb.2019.00324

Noch keine Stimmen.
Bitte warten...
Summary
CBD könnte verwendet werden, um die Antibiotikaresistenz zu reduzieren
Article
CBD könnte verwendet werden, um die Antibiotikaresistenz zu reduzieren
Description
Die Verwendung von Cannabinoiden könnte nützlich sein, um die Antibiotikaresistenz zu behandeln, die bei der Behandlung einiger Krankheiten problematisch ist.
Author
Publisher Name
Kalapa Clinic
Publisher Logo