Essen. Antibiotikaresistente Bakterien stellen nach Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation global eines der größten Gesundheitsrisiken für den Menschen dar. Mit neuen Erkenntnissen über sporenbildende Bakterien und der Weiterentwicklung eines Probiotikums für Geflügel leistet Evonik einen wichtigen Beitrag zur Verringerung des Antibiotikaeinsatzes bei Nutztieren und damit gegen die zunehmende Verbreitung von Antibiotikaresistenzen.
2021 starben mehr als eine Million Menschen im direkten Zusammenhang mit antibiotikaresistenten Keimen. Bis 2050 rechnen Experten mit rund zwei Millionen Toten pro Jahr. Als mitverantwortlich für die Entstehung von Antibiotika-Resistenzen sehen sie den unnötig hohen Verbrauch von Antibiotika.
„Da 73 Prozent aller weltweit eingesetzten Antibiotika auf die Nutztierhaltung entfallen – therapeutisch, prophylaktisch und als Wachstumsförderer -, lässt sich dort am besten ansetzen, um der weiteren Entstehung von Resistenzen entgegenzuwirken“, erläutert Stefan Pelzer, Leiter der Mikrobiomforschung von Evonik.
Evonik Animal Nutrition setzt auf eine Kombination von Futtermittelzusätzen, darunter Buttersäure und pflanzliche Zusätze, als Alternative zu antibiotischen Wachstumsförderern. Probiotika – lebende Mikroorganismen - spielen dabei eine Schlüsselrolle. Mit Probiotika wurden im Futtermittelbereich 2025 weltweit rund 4 Milliarden US$ umgesetzt. Der Markt wächst jährlich um rund sieben Prozent.
Bei Ecobiol®, einem bewährten Probiotikum vor allem für Geflügel, ist den Evonik-Wissenschaftlern jetzt ein Fortschritt gelungen, der neue Maßstäbe für die Wirksamkeit und Qualität von Probiotika setzt. Grundlage dafür lieferten die Arbeiten im Biotech Hub von Evonik in Halle (Westfalen). Dort wird daran gearbeitet, biologische Systeme besser zu verstehen und die Wirksamkeit von biotechnologisch hergestellten Produkten zu verbessern.
Ecobiol® stärkt das Darmmikrobiom und das Immunsystem der Tiere und verhindert die Ausbreitung krankmachender Keime wie Escherichia coli, Salmonellen und Clostridien bei ihnen. Ein Krankheitserreger, der Geflügelbetrieben weltweit Sorge bereitet, ist Clostridium perfringens. Er verursacht die Subklinische Nekrotische Enteritis, die die Darmwand der Tiere schädigt, ihr Wachstum beeinträchtigt und zum frühzeitigen Tod der Tiere führen kann. Weltweit entstehen dadurch wirtschaftliche Verluste in Höhe von 4 bis 6 Milliarden US$ pro Jahr.
Probiotika als Futtermittelzugabe können dieser Erkrankung wirksam vorbeugen – wenn sie im Dünndarm aktiv sind. „Bei sporenbildenden Bakterien wie Bacillus velezensis CECT 5940, auf dem Ecobiol® basiert, kommt es deshalb darauf an, wie schnell und an welcher Stelle im Verdauungssystem sie sich in aktive, vegetative Zellen verwandeln“, sagt Pelzer.
Mit Hilfe seines weltweit einzigartigen Geflügeldarmmodells DAISy (kurz für „Dynamic Avian Intestine in vitro System“) konnte Pelzers Team im Biotech Hub aufklären, wie dieser Verwandlungsprozess bei Ecobiol® im Zuge der Futterverdauung abläuft. Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass das Herstellverfahren einen großen Einfluss auf das Auskeimverhalten dieser Sporen hat.
Das auf dieser Basis weiterentwickelte Produkt, Ecobiol® PRO, keimt im Darm noch schneller aus – ohne Veränderung am Stamm selbst. Die schnellere Auskeimung gibt den Bakterien mehr Zeit, sich im Dünndarm zu vermehren und der Ausbreitung pathogener Keime entgegenzuwirken.
Wie eine Studie der Oklahoma State University zeigt, führt diese Eigenschaft bei Masthähnchen, die Kontakt zum Krankheitserreger Clostridium perfringens haben, im Vergleich mit einem marktüblichen Probiotikum zu einer um 50 Prozent verbesserten Überlebensrate und einer deutlichen Verringerung der strukturellen Schäden im Darm.
Da Futter weltweit und für unterschiedliche Entwicklungsstadien der Tiere stark variieren kann, haben die Biotechnologen von Evonik das Auskeimverhalten von Ecobiol® PRO sowie Wettbewerbsprodukten in unterschiedlichsten Futtern getestet. Das Produkt von Evonik zeigte hier eine konsistente, schnelle Auskeimung und Vermehrung; andere Produkte waren langsamer oder variierten stärker in verschiedenen Futtern.
Damit bietet Evonik mit Ecobiol® PRO ein noch wirkungsvolleres Instrument, Geflügel gesund zu halten und den Einsatz von Antibiotika in der Nutztierhaltung zu reduzieren. „Die gewonnenen Erkenntnisse sind aber nicht nur relevant für die Tierernährung, sondern für zahlreiche andere Anwendungen mit Bacillus-basierten Produkten – ob in der Ernährung, Körperpflege, Mundhygiene, bei Agrar- oder Reinigungsprodukten“, so Pelzer.
