Förderbeispiel
Die List der Listerien: Wie ein Erreger dem Körper entkommt
Ist die zelleigene Abwehr ihm auf der Spur, macht der Lebensmittelerreger Listeria monocytogenes einen riesigen Satz. Hilft das auch nicht, tarnt er sich mit zelleigenen Versatzstücken - und entkommt so oft genug der Vernichtung. Zu oft für das Wohlergehen der Infizierten - besonders für ältere Menschen und ungeborene Säuglinge kann eine Erkrankung fatal enden. Ein deutsch-japanischer Forscherverbund unter Leitung von Trinad Chakraborty vom Institut für Medizinische Mikrobiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen hat diese erstaunlichen Abwehrtricks der Listerien nun offengelegt. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt Nature Cell Biology (Online-Veröffentlichung, 13. September 2009)
Sind die Lebensbedingungen schlecht, müssen menschliche Zellen mit besonderen Strategien ihr Überleben sichern. So recycelt eine Zelle unter bestimmten Bedingungen eigene Zellkomponenten, um sich auch in dürren Zeiten mit Nährstoffen zu versorgen. Diesen natürlichen Prozess der Selbstverdauung nennt man Autophagie. Neben falsch gefalteten Eiweißen und kleineren Organellen werden auch Bakterien und Viren abgebaut - sofern diese keine Anti-Autophagie-Strategie entwickelt haben.
Für Ungeborene ist der Erreger lebensgefährlich
Das Bakterium Listeria monocytogenes dagegen überlebt die Säuberungsaktionen. Listerien (die Betonung in der Aussprache liegt übrigens auf dem ersten 'e') können in bestimmten Lebensmitteln vorkommen, besonders in Fisch, Fleisch und Milchprodukten, wenn diese bei der Herstellung nicht sachgerecht behandelt werden. Rohmilch und Rohmilchkäse sind besonders beliebte Aufenthaltsorte des Erregers.
Manchmal gerät ein unvorsichtiges Exemplar von "Listeria monocytogenes" doch in die Fänge einer Abwehrzelle.Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Eine Infektion verläuft bei gesunden Menschen meist harmlos oder wird sogar kaum bemerkt. Werden besonders viele Erreger aufgenommen, kann es zu Fieber und Durchfällen kommen. Kleinkinder oder Menschen mit geschwächter Immunabwehr, wie frisch Operierte, Aids- oder Krebspatienten und Diabetiker können schwer erkranken. Einige infektionen verlaufen tödlich. Besonders bei Schwangeren ist eine Listeriose sehr gefährlich, da eine Infektion schwere gesundheitliche Folgen für das ungeborene Kind haben kann.
Wie sich Listeria monocytogenes gegen die Übergriffe des Körpers wehrt, daran forscht seit Jahren ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan Die Forscher um Trinad Chakraborty vom Institut für Medizinische Mikrobiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen und Chihiro Sasakawa von der Universität Tokio werden dabei im Rahmen der Initiatvie EraNet PathoGenomics von der Europäischen Union gefördert.
BMBF unterstützt erste Runde ERA-NET Pathogenomics mit 7 Millionen Euro
Das transnationale Netzwerk "Era-Net PathoGenoMics" wurde im Jahr 2004 ins Leben gerufen und ist eines von etwa 80 Era-Net-Verbünden in Europa, die der Fragmentierung des europäischen Forschungsraumes entgegenwirken wollen. Das Era-Net PathoGenoMics wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zusammen mit einer Gruppe von Forschungsministerien und Förderagenturen aus zehn Ländern initiiert, um die Genomforschung an krankheitsauslösenden Mikroorganismen (Pathogenomik) in Europa voranzutreiben. Finanziert werden die Gruppen von ihren jeweiligen Herkunfstländern, die EU hilft bei der transnationalen Vernetzung. 2007 wurden in einer ersten Förderrunde 12 Projekte bewilligt, Chakrabortys Arbeitsgruppe wurde damals als eines von vier deutschen Projekten ausgewählt (mehr...). Die Förderung läuft bis 2010, das BMBF stellt für ERA-NET insgesamt 7 Millionen Euro zur Verfügung. Mittlerweile ist die zweite Förderrunde angelaufen (sehe Kasten).
| ERA-NET Pathogenomics |
| Mit einem Treffen in Italien im Mai 2009 ist die zweite Förderrunde im transnationalen Forschungsnetzwerk angelaufen. An sieben der zwölf bewilligten Projekte sind deutsche Forschergruppen beteiligt. zur Liste der aktuellen Projekte: hier klicken |
Listerien sind gerade deshalb so gefährlich, weil der Erreger den Autophagie-Mechansimen der Zelle entkommt. Die Strategien, die er dafür anwendet, hat das deutsch-japanische Forscherteam nun herausgefunden. Die Tricks der listigen Listerien erscheinen recht menschlich, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Cell Biology (Online-Veröffentlichung, 13. September 2009) berichten. Mit einem großen Satz bringt sich das Bakterium in Sicherheit, und wenn das nichts hilft, versucht es sich zu verstecken. Zur Flucht benutzt das Bakterium dabei nicht seinen eigenen Bewegungsapparat, sondern es "entert" wirtzellspezifische Bestandteile des Zellskeletts. Verantwortlich dafür ist das bakterielle Oberflächeneiweiß ActA, das einen Aktinschweif ausbildet, der wie ein Raketenantrieb wirkt und das Bakterium blitzschnell durch die Zelle bewegt.
Aktin-Verkleidung schützt vor Entdeckung
So entgeht das Bakterium anfänglich dem Autophagieprozess innerhalb der Zelle. Wird es aber doch von der Wirtszellabwehr erkannt, versteckt sich das Bakterium mit Hilfe der Wirtszellproteine, die es zur Aktin-vermittelten Bewegung benutzt hat. Es täuscht somit der infizierten Zelle durch seine Aktin-Verkleidung vor, ein Bestandteil der Wirtszelle zu sein.
Mit den nun publizierten Untersuchungen konnten die Mikrobiologen aus Gießen und Japan und erstmals den Zusammenhang zwischen dem bakteriellen ActA-Protein und der Autophagie-Zellverteidigung zeigen: Bakterien, die kein ActA-Protein besaßen, wurden umgehend durch Autophagie von der Wirtszelle abgetötet. War hingegen der zelleigene Autophagieprozess ausgeschaltet, konnten Bakterien ohne ActA-Protein überleben. Die Aufklärung dieses Mechanismus kann dabei helfen, hoffen die Forscher, bakterielle Krankheitsprozesse besser zu verstehen und neuartige Medikamente und Therapien gegen Infektionskrankheiten zu entwickeln.
Mehr Informationen zum Institut für Medizinische Mikrobiologie der Universität Gießen: hier klicken
