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Viele dienen ihm als „Wirt“, meist aber ohne Folgen: Das Bakterium Staphylococcus aureus, kurz S. aureus, ist einer der am stärksten verbreiteten Krankheitserreger. Bis zu 70 Prozent aller Menschen tragen den Keim auf ihrer Haut, erkranken aber normalerweise nicht. In Krankenhäusern jedoch ist das Bakterium gefürchtet, weil es zum Beispiel bei Patienten mit einer offenen Wunde und geschwächtem Immunsystem schwere Infektionen hervorrufen kann. Die Forschergruppe von Dr. Bettina Löffler vom Institut für Medizinische Mikrobiologie der Universität Münster hat jetzt herausgefunden, welche Strategien S. aureus nutzt, um einer vollständigen Elimierung zu entgehen.
Infektionen mit dem Krankheitserreger können trotz Einsatz von Antibiotika chronische und immer wieder aufflammende Verläufe nehmen; damit drohen Komplikationen wie zum Beispiel Amputationen. Löfflers Studie könnte nun zu neuen Therapieansätzen führen. Das Ergebnis ihrer Forschungen: Die Bakterien nehmen vorübergehend ein weniger aggressives Erscheinungsbild an und stellen sich in den Zellen ihres Wirts sozusagen schlafend. Auf diese Weise entkommt ein Teil der S.aureus-Population sowohl den Attacken des körpereigenen Immunsystems als auch der Vernichtung durch Antibiotika. Nach einer gewissen Zeit können sich die verbliebenen Bakterien in ihre “Normalform” zurückverwandeln und die Infektion von neuem entfachen. Die Erkenntnisse wurden jetzt in “EMBO Molecular Medicine”, einer der weltweit renommiertesten Fachzeitschriften auf diesem Gebiet, veröffentlicht.
Charakteristisch für Infektionen mit S. aureus ist, dass die Rückfälle Monate oder auch Jahre nach einer Akutbehandlung und scheinbarer Ausheilung der Krankheit auftreten können. Löfflers Team führte deshalb Langzeit-Infektionsstudien an Zellkulturen mit S. aureus durch. Ebenso wurden Gewebeproben von Menschen mit subakuten und chronischen Infektionen untersucht.
Bakterien, die nach mehreren Wochen aus der Zellkultur gewonnen wurden, wuchsen meist nur als sehr kleine Kolonien auf Agaplatten. Das Auge nimmt sie als Vielzahl sehr kleiner weißer Punkte wahr. Diese Variante nennen die Wissenschaftler “Small Colony Variants”, kurz SCV. “Es ist schwierig, die SCV in klinischen Proben zu entdecken, denn sie wachsen sehr langsam. Bei der Diagnostik können sie daher leicht übersehen werden”, erklärt Dr. Löffler. Auch das körpereigene Immunsystem “übersieht” die SCV, die sich in den Wirtszellen als “Schläfer” eingenistet haben. Ebenso kommen die bisher eingesetzten Antibiotika an die Bakterien in dieser Form wahrscheinlich nicht heran. In allen untersuchten Modellen – Zellkultur, menschliche Gewebeproben, Mausmodell – zeigte sich, dass die Bakterien in der Lage waren, mehrere Wochen nach Beginn der Infektion in den Wirtszellen auszuharren. Die Bakterien wurden zunehmend zu SCV, konnten jedoch jederzeit zu der voll-aggressiven „Normalform“ zurückkehren.
“S. aureus sind extrem wandlungsfähige Mikroorganismen. Sie überprüfen ständig ihre Umweltbedingungen und stellen sich darauf ein”, so die Mikrobiologin. “Nach Abklingen der Erstinfektion kommt es zur Bildung von SCV-Kolonien, die sehr schnell wieder aus ihrem ‘Schlafzustand’ erwachen und ihre volle Pathogenität entfalten können: Der betroffene Patient erleidet dann einen Rückfall.” Diese Erkenntnis sei von großer klinischer Bedeutung, betont Löffler: “Künftige Therapien sollten genau auf diese Fähigkeit des ‘Umschaltens’ der Bakterien abzielen und verhindern, dass sie sich in den Wirtszellen verstecken. So könnten sie sich sowohl der Abwehr durch das körpereigene Immunsystem als auch der Behandlung mit Antibiotika nicht mehr so leicht entziehen.”
Literaturangabe: Tuchscherr. L, Medina. E, Hussain. M, Völker. W, Heitmann. V, Niemann. S, Holzinger. D, Roth. J, Proctor. R, Becker. K, Peters. G, Löffler. B, “Staphylococcus aureus Phenotype Switching: An Effective Bacterial Strategy to Escape Host Immune Response and Establish a Chronic Infection”, EMBO Molecular Medicine, Wiley-Blackwell, January 2011, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/emmm.201000115
Dr. Bettina Löffler (r.) und ihre Teamkollegin Dr. Lorena Tuchscherr mit Agarschalen im Labor des In ...
Foto: WWU Münster / Thomas Bauer
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Biologie, Medizin
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Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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