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Nur gemeinsam sind sie stark

Wachstum von Biofilmen
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Manchen Krankheiten wie Cholera und zystischer Fibrose ist medikamentös nur schwer beizukommen. Und auch Implantate wie Herzschrittmacher, Stents und Gelenke müssen bei hartnäckigem Bakterienbefall ausgetauscht werden. Der Grund: Die beteiligten Bakterien neigen dazu, sich zu Biofilmen zusammenzuschließen. So sind sie vor Antibiotika oder den Attacken des Immunsystems gefeit und tausendmal resistenter im Vergleich zu einzelnen Zellen. Veysel Berk und seine Kollegen von der University of California in Berkeley haben nun mit einem neuen 3-D-Aufnahmeverfahren einem bakteriellen Belag aus Vibrio cholerae beim Wachsen zugeschaut.

Die Forscher markierten die beteiligten Proteine und die vom Mikroorganismus produzierten Polysaccharide, um sie mit einem hochauflösenden Laserrastermikroskop beobachten zu können. Sie entdeckten, dass der Biofilm beim Anhaften an eine Oberfläche drei Phasen durchläuft: Die Mutterzelle bildet ein Protein, das die Tochterzellen wie Mörtel miteinander verklebt (cement protein). Da sich die Tochterzellen weiter teilen, bildet sich nach und nach ein Cluster. Ein Gemisch aus Polysacchariden und einem weiteren Protein umschließt das Cluster mit einer flexiblen Hülle (shell protein). Und schließlich sondert das Bakterium ein Protein ab, das die Zellcluster an der Oberfläche haften lässt. Außerdem entdeckten die Wissenschaftler, dass die Zellhaufen solange wachsen, bis sie aneinanderstoßen und zwischen ihnen eine Art Infrastruktur aus Mikrokanälen entsteht, die wahrscheinlich dem Austausch von Nährstoffen und Abbauprodukten dient.

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