Auf einer einzigen Zimmerpflanze leben mehr Mikroben als Menschen auf der Erde. Die Wirkungen dieser vielfältigen Gemeinschaft unterschiedlicher Mikroorganismen auf Innenräume nimmt der Grazer BioTechMed-Verbund rund um die Gabriele Berg von der TU Graz unter die Lupe. Die Forscher wollen herausfinden, ob und wie das pflanzliche Mikrobiom die Entstehung resistenter Keime in Spitälern in Schach halten kann.

Auch den menschlichen Körper bevölkern Milliarden Mikroorganismen – Kleinstlebewesen wie Bakterien, Viren und Pilze. "Die ausgewogene mikrobielle Diversität trägt maßgeblich zu unserer Gesundheit bei", sagte Berg vom Grazer Institut für Umweltbiotechnologie. Bekannt ist auch, dass ein einziger Mensch stündlich bis zu eine Million Mikroben an seine Umgebung abgibt. Wenn sich Menschen in einem Innenraum aufhalten, verändern sie damit die mikrobielle Zusammensetzung – aber nicht nur Menschen, sondern auch Pflanzen tun dies.

Positive Superspreader

Berg und ihr Team haben in einem mehrjährig vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekt das Mikrobiom von mehr als einem Dutzend unterschiedlichen Zimmerpflanzen in verschiedenen Räumen erfasst. Unscheinbare und genügsame Pflanzen erwiesen sich dabei als "positive mikrobielle Superspreader". So konnten die Forscher etwa feststellen, dass Pflanzen wie etwa die Grünlilie und ihre spezielle Mikroben-Mixtur die Mikrobengemeinschaft in Innenräumen deutlich beeinflussen.

"Das Mikrobiom von Zimmerpflanzen ist sehr lebendig. Jede Art beherbergt eigene Mikroorganismen, und zwar unabhängig von den Umweltfaktoren. Wir haben rund eine Million Bakterien und 1.000 Pilze pro Quadratzentimeter Blattfläche gefunden", schilderte die Leiterin des Instituts für Umweltbiotechnologie. Laut Berg schützen sie die Pflanze vor Krankheiten und wirken sich auch auf das mikrobielle Raumklima aus. Wie und warum können mikrobielle Gemeinschaften jedoch von einer wohltuenden und nützlichen Zusammensetzung zu einer schädlichen und antibiotikaresistenten Struktur kippen?

Vielfalt gegen resistente Keime

Spitäler strengen sich etwa immens an, um eine möglichst keimfreie Umgebung zu schaffen und Antibiotikaresistenzen hintan zu halten. Doch zu viel Hygiene kann die Bildung und Verbreitung von besonders gefürchteten resistenten Keimen fördern, gegen die Antibiotika nicht mehr wirken. Die Grazer Forscher haben Proben, die von Orten mit unterschiedlich hohem Hygieneniveau stammen, verglichen. Bei der Auswertung der DNA-Datensätze stellten sie einen Zusammenhang mit den jeweils herrschenden Reinigungs- und Hygienemaßnahmen her. Es habe sich gezeigt, dass speziell in Räumen mit hohem Hygienestandards die mikrobielle Vielfalt abnahm, sich aber die Vielfalt von Keimen erhöhte, die eine Antibiotikaresistenz entwickeln.

Berg fasste das Ergebnis so zusammen: "Je mehr Pflanzen, umso mehr Diversität herrscht in den Räumen. Wo eine hohe bakterielle Vielfalt vorherrscht, haben wir umso weniger Antibiotikaresistenzen gefunden." Viele Mikroorganismen halten sich sozusagen gegenseitig in Schach oder anders gesagt: Je stärker ein Raum gereinigt wird, desto einseitiger wird seine mikrobielle Gemeinschaft und das Risiko für Resistenzen steigt.

Die Forscher vermuten, dass eine stabile mikrobielle Vielfalt in klinischen Bereichen der Ausbreitung von resistenten Keimen entgegenwirken kann. Über das vertiefte Verständnis der Beziehungen zwischen Mikroben, ihren "Wirten" und den umgebenden Räumen wollen sie neue Ansätze für die Bekämpfung der multiresistenten Keime finden. Das Mikrobiom von Zimmerpflanzen könnte somit künftig zu einem Gesundheitsfaktor werden, indem sie die Qualität von Mikrobiomen in Innenräumen verbessern.

Regelmäßig Lüften

Mithilfe einer gezielten Auswahl an pflanzlichen Mikrobiomen aus dem Gewächshaus will das Team der Herausforderung in weiteren Studien nachgehen. "Im Labor wollen wir die Wirkung verschiedener Reinigungsregimes und Mittel anhand eines Modell-Mikrobioms aus dem Glashaus gezielt nachvollziehen."

So sollen letztlich verbesserte Prozesse und das geeignete Ausmaß an Putzmitteleinsatz modelliert und entwickelt werden. Eine einfache Lösung zur Erhöhung der mikrobiellen Vielfalt bestehe laut Berg darin, den Luftaustausch mit der Außenumgebung durch regelmäßiges Lüften zu erhöhen. Sie würde diesbezüglich auch das Fensterlüften von Intensivstationen als sinnvoll erachten. (APA, red, 8.2.2021)