Kiel Life Science

Schulprojekt: Experimente gegen die Antibiotika-Krise

15.11.2017

Kurs zur Evolution von Krankheitskeimen für Oberstufenschülerinnen und -schüler in der Kieler Forschungswerkstatt

Anfang November stand die Evolutionsbiologie erneut auf dem Programm der Kieler Forschungswerkstatt im Botanischen Garten der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Gemeinsam mit dem Forschungszentrum Kiel Evolution Center (KEC) bot sie einen Praxiskurs zum Thema „Den Resistenzen auf der Spur - Evolution von Krankheitserregern“ an. An vier Terminen nahmen insgesamt rund 70 Oberstufenschülerinnen und -schüler jeweils einer schleswig-holsteinischen Schule an dem eintägigen Kurs teil. Das Programm ist neben anderen biologischen und humanmedizinischen Angeboten Teil des Angebots im life:labor der Forschungswerkstatt. Die Jugendlichen erfuhren, welche gravierenden Probleme behandlungsresistente Krankheitserreger für Patientinnen und Patienten zum Beispiel mit chronischen Lungenerkrankungen mit sich bringen und welche Strategien helfen können, Infektionen trotzdem erfolgreich zu behandeln.

Im life:labor schlüpften die Jugendlichen in die Rolle von Ärztinnen und Ärzten, die einen Behandlungsplan für Mukoviszidose-Erkrankte erstellen müssen, deren geschwächte Lungen von bedrohlichen Infektionen betroffen sind. Um den Einstieg zu erleichtern, sahen die Schülerinnen und Schülern ein Video, in dem Dr. Ingrid Bobis vom Mukoviszidosezentrum für Erwachsene am UKSH Kiel die Behandlung ihrer Patientinnen und Patienten vorstellt. Darauf aufbauend informierten sich die Jugendlichen detailliert über diese chronische Lungenerkrankung und die besondere Gefahr, die dabei von antibiotikaresistenten Krankheitskeimen ausgeht. Anschließend hatten sie in einem mikrobiologischen Methodenpraktikum Gelegenheit, selbständig mit Bakterien und verschiedenen Antibiotika-Präparaten zu experimentieren und deren Wirkungsweise kennenzulernen. So erfuhren die Schülerinnen und Schüler einerseits, mit welchen medizinischen Strategien Infektionen behandelt werden können. Andererseits sollten ihnen die Experimente vermitteln, dass die Evolution die treibende Kraft ist, wenn Krankheitskeime Behandlungsresistenzen entwickeln.

Anschließend diskutierte Leif Tüffers, der als Doktorand in der Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik im Rahmen des KEC die Resistenzevolution von Krankheitserregern erforscht, mit den Jugendlichen über ihre Beobachtungen aus den Experimenten. „Unser Ziel war es, den Schülerinnen und Schülern mögliche neue Strategien der Antibiotikagabe aufzuzeigen, mit denen sich die Krankheitskeime überlisten lassen“, sagte Tüffers. Besonders vielversprechend seien dabei zwei Konzepte: Einerseits habe sich das sogenannte „Antibiotika-Cycling“, also der schnelle Wechsel verschiedener Präparate, als vielversprechend erwiesen. Andererseits lasse sich das Phänomen der „Kollateralen Sensitivität“ effektiv ausnutzen, denn die Resistenzbildung eines Krankheitskeimes gegen ein bestimmtes Medikament kann den Erreger zugleich anfällig für einen anderen Wirkstoff machen. Diese Ansätze wolle man weiter erforschen und mittelfristig als Behandlungsalternativen in den medizinischen Alltag übertragen, so Tüffers weiter.

Dass sich das didaktische Konzept des life:labors bezahlt macht, zeigten die positiven Reaktionen der Jugendlichen: Für die 17-jährige Hanna Zander vom Gymnasium Kronshagen lohnte sich der Besuch in der Forschungswerkstatt. Sie fand es „sehr interessant, sich mit dem Problem der Antibiotika-Resistenzen auseinanderzusetzen“. Ihr Mitschüler, der ebenfalls 17-jährige Henrik Prestin sah sich durch die Erfahrungen aus dem Kurs bestätigt, denn in seiner Familie sei klar, dass Antibiotika nur zum Einsatz kommen dürfen, wenn es wirklich nötig sei.

Kerstin Kremer, Professorin für Didaktik der Biologie am Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), konzipierte das Kursangebot des life:labors gemeinsam mit KEC und Forschungswerkstatt. Für sie ist die Sensibilisierung der Jugendlichen ein wichtiger Aspekt. „Wir möchten bereits früh Interesse für das Thema Evolution als zentraler Aspekt in Biologie und Medizin wecken. Durch die praktische Arbeit sollen die Jugendlichen selbst erfahren, dass Grundlagenwissen aus der Evolutionsbiologie auch auf medizinische Probleme anwendbar ist“, sagte Kremer.

Eine Besonderheit in diesem Jahr: Der gemeinsame „Kiel Science Outreach Campus“ (KiSOC) von IPN und CAU begleitete das Kursangebot des life:labors, um die Wirksamkeit der Wissensvermittlung wissenschaftlich zu überprüfen. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts, das Martina Kapitza im Rahmen des KiSOC durchführt, sollen in die Entwicklung neuer Formen der Didaktik und der Wissenschaftskommunikation einfließen. Langfristig möchten die Organisatorinnen und Organisatoren so ihre speziell für Schülerinnen und Schüler konzipierten Formate wie das life:labor oder den Kieler Darwintag optimieren.

Über die Kieler Forschungswerkstatt:
Die Kieler Forschungswerkstatt, das Schülerlabor der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), ist ein außerschulischer Lernort für so unterschiedliche Themengebiete wie Meereswissenschaften, Energie, Lebensraum Erde oder Nanotechnologie. Die Breiten- und Spitzenförderung sowie die Lehreraus- und -weiterbildung sind dabei zentrale Aufgaben. Im life:labor beschäftigen sich Schülerinnen und Schüler mit aktuellen Themen aus der humanmedizinischen und biologischen Forschung. Zudem ermöglicht der Laborbesuch den Jugendlichen das Kennenlernen und Ausprobieren von Arbeitsmethoden dieser Disziplinen. Alle Angebote der Kieler Forschungswerkstatt unter:
www.forschungs-werkstatt.de

Es stehen Fotos/Materialien zum Download bereit:

www.uni-kiel.de/download/pm/2017/2017-356-1.jpg
Bildunterschrift: Leif Tüffers vom KEC diskutierte mit den Jugendlichen über die Resistenzevolution bei Krankheitskeimen.
Foto: Martina Kapitza

www.uni-kiel.de/download/pm/2017/2017-356-2.jpg
Bildunterschrift: Den Umgang mit Bakterien und Antibiotika konnten die Schülerinnen und Schüler in der Praxis erproben.
Foto: Christian Urban, Universität Kiel

www.uni-kiel.de/download/pm/2017/2017-356-3.jpg
Bildunterschrift: Die Jugendlichen präparierten Agarplatten mit einem Bakterium…
Foto: Christian Urban, Universität Kiel

www.uni-kiel.de/download/pm/2017/2017-356-4.jpg
Bildunterschrift: …und überprüften, wie sich die Gabe verschiedener Antibiotika auf sein Wachstum auswirkte.
Foto: Leif Tüffers

www.uni-kiel.de/download/pm/2017/2017-356-5.jpg
Bildunterschrift: Martina Kapitza vom IPN begleitete den Kurs im life:labor und wertet ihn hinsichtlich der Qualität der Wissensvermittlung aus.
Foto: Christian Urban, Universität Kiel

Kontakt:
Prof. Kerstin Kremer
Didaktik der Biologie
Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN)
Tel.: 0431-880-7207
E-Mail: kremer@ipn.uni-kiel.de

Leif Tüffers
Arbeitsgruppe Evolutionsökologie und Genetik,
Zoologisches Institut, CAU Kiel
Tel.: 0431-880-4146
E-Mail: ltueffers@zoologie.uni-kiel.de

Prof. Hinrich Schulenburg
Sprecher „Kiel Evolution Center“ (KEC)
Zoologisches Institut, CAU Kiel
Tel.: 0431/880-4141
E-Mail: hschulenburg@zoologie.uni-kiel.de

Weitere Informationen:
Kieler Forschungswerkstatt:
www.forschungs-werkstatt.de

Forschungszentrum „Kiel Evolution Center“, CAU Kiel:
www.kec.uni-kiel.de

Angebote im life:labor der Kieler Forschungswerkstatt:
www.forschungs-werkstatt.de/labore/lifelabor

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski
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Text / Redaktion: ► Christian Urban

 

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