Simulationsmodelle für antimikrobielle Resistenz im Kampf gegen Malaria

Modelle zur Prävalenz von Arzneimittelresistenzen beim Malariaparasiten können die Resistenzforschung voranbringen. Da die erforderliche Datenerhebung jedoch teuer ist, wurden nun innovative Simulationsmodelle entwickelt.

Gesundheit

Antimikrobielle Resistenzen (AMR) werden zur immer größeren Herausforderung in der Humanmedizin der Gegenwart. Da seit 100 Jahren immer häufiger Antibiotika in der Human- und Veterinärmedizin eingesetzt werden, bilden sich zunehmend Resistenzen gegen diese Wirkstoffe aus. Minderwertige Qualität oder vorzeitig beendete Einnahme solcher Medikamente tragen zur Entwicklung antimikrobieller Resistenzen bei. Die Resistenzbildung bei Bakterien ist ein evolutionärer Prozess, für den oft mehrere Mutationen nötig sind, erklärt Tamsin Lee, Expertin für die Entwicklung widerstandsfähiger, nachhaltiger Gesundheitssysteme Resilient and Sustainable Systems for Health beim Globalen Fonds zur Bekämpfung von Aids, Tuberkulose und Malaria. „Wenn Krankheitserreger den Wirkstoffangriff überleben und resistent werden, geben sie diese Resistenzen an die gesamte Bakterienpopulation weiter“, sagt sie. Jährlich gehen in der EU Tausende Todesfälle und Behandlungskosten in Millionenhöhe auf das Konto antimikrobieller Resistenzen. Prognosen zur Prävalenz sind jedoch schwierig, da auch die Datenerfassung hinterherhinkt.

Simulationsmodelle für antimikrobielle Resistenzen

Das EU-finanzierte Projekt EstAMR, das durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt wurde, entwickelte nun ein Simulationsmodell für die Resistenzbildung beim Malariaparasiten Plasmodium falciparum gegen neuere Malariamittel. Es soll Prognosen zur Häufigkeit und örtlichen Ausbreitung resistenter Malariaparasiten vereinfachen. Als kritischen Treiber von Arzneimittelresistenzen identifizierte die Arbeitsgruppe zunächst sozioökonomische Faktoren. „So werden mitunter minderqualitative Präparate eingenommen, die nicht richtig wirken, oder die Tablettenmenge wird zwischen Familienmitgliedern aufgeteilt“, erklärt Lee. Um diese Zusammenhänge wissenschaftlich zu fundieren, müssen jedoch große Mengen an Daten erhoben werden. Auf der Suche nach resistenten Malariaerregern können über molekulargenetische Markeruntersuchungen die resistenzbildenden Mutationen identifiziert werden. „Im Idealfall lassen sich damit Ort und Zeitpunkt der Mutationsbildung herausfinden und die Ausbreitung dieser Variante in einer Population nachverfolgen, um daraus die Wahrscheinlichkeit von Ort und Zeit des nächsten Auftretens abzuleiten“, sagt Lee. Molekulare Markeranalysen sind allerdings teuer, sodass nur dort untersucht wird, wo begründeter Verdacht auf arzneimittelresistente Parasiten besteht, was die Datenlage verzerrt.

Entwicklung eines räumlich-zeitlichen Modells

Um dies zu vermeiden, entwickelte die Arbeitsgruppe um Lee ein räumlich-zeitliches Modell, bei dem Ort und Zeit variabel eingestellt werden können. Den Simulationsdaten legte man ein zukünftiges Szenario zugrunde, in dem billige, schnelle Resistenztests möglich sind. Anhand der Daten konnte EstAMR berechnen, in welchen medizinischen Versorgungszentren ein erhöhtes Resistenzrisiko zu befürchten wäre. „Diese Kliniken hätten dann wahrscheinlich minderwertige Präparate verwendet, sodass man intervenieren könnte, indem an den Ursachen hierfür angesetzt wird“, erklärt Lee. „Ursachen könnten etwa die Abgelegenheit eines Standorts und entsprechend schlechte Bevorratung, ein fragwürdiger Lieferant, schlechte Patienteninformation oder zu hohe Kosten sein. Eine Kostenreduzierung könnte dann zum Beispiel sicherstellen, dass das Medikament bis zum Ende der Behandlung eingenommen wird“, sagt Lee.

Patientenaufklärung über die Notwendigkeit vollständiger Einnahme

Das Projekt soll dazu beitragen, die Ausbreitung resistenter Malariaerreger zu stoppen und die Wirkdauer spezifischer Medikamente zu verlängern. „Medikamentenresistenz ist ein enormes Problem, aber die Verweigerung von Medikation wäre unethisch, selbst wenn das Präparat minderwertig ist“, sagt Lee. „Resistenzbildung lässt sich nur vermeiden, wenn alle Menschen Zugang zu qualitativ hochwertigen Präparaten bekommen und umfassend über die Notwendigkeit eines abgeschlossenen Behandlungsverlaufs aufgeklärt werden“, fügt sie hinzu.

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