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Infektionen: Goldbewehrte Bakterien widerstehen Immunangriff

Der Krankheitserreger Staphylococcus aureus schützt sich mit goldfarbenen Pigmenten vor dem Angriff der menschlichen Immunabwehr. Unpigmentierte Stämme des Bakteriums behaupten sich dagegen nicht, wie Victor Nizet und seine Mitarbeiter an der Universität von Kalifornien in San Diego herausfanden.

Normalerweise ist Staphylococcus aureus ein harmloser Bewohner der menschlichen Hautflora. Dringt er jedoch über Wunden sowie entzündete Talg- und Schweißdrüsen in tiefere Gewebe oder ins Blut ein, kann er bei Menschen mit geschwächter Immunabwehr ernsthafte Krankheitssymptome wie Abzesse, Herzklappenschäden und Lungenentzündungen verursachen. Unter Krankenhauspatienten breiten sich die Infektionen besonders leicht aus, meist begünstigt durch mangelnde Hygiene. Erschwerend kommt hinzu, dass sich in jüngster Zeit viele Antibiotika-resistente Staphylokokken – so genannte MRSA-Stämme – etabliert haben.

Die goldene Färbung und damit ihren Namen – "aureus" ist das lateinische Wort für "golden" – verdanken die Mikroben Karotinoid-Molekülen in ihrer Zellwand. Karotinoide sind bekannt als Stoffwechselprodukte von Pflanzen und färben beispielsweise die Karotte orange. Aber auch Pilze und Bakterien können diese Moleküle selbst herstellen. Tiere dagegen müssen für die Synthese von Vitamin A, von Sehpigmenten oder des Eigelbfarbstoffs die Grundgerüste der Karotinoide über pflanzliche Nahrung aufnehmen. Für die Gesundheit bedeutend sind Karotinoide, weil sie freie Radikale – aggressive chemische Verbindungen, wie sie beim Rauchen und durch starke Sonneneinstrahlung entstehen – auffangen können.

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Staphylococcus aureus | Nizet infizierte Mäuse sowohl mit dem pigmentierten Staphylococcus aureus-Wildtyp (links) als auch mit pigmentlosen Mutanten. Wie auf der linken Seite des Mäusehinterteils sichtbar, verursachten nur die goldenen Bakterien eitrige Entzündungen.
Auch bestimmte Immunzellen, die neutrophilen Granulozyten, verwenden freie Radikale, um gegen eindringende Bakterien vorzugehen. Wie Victor Nizet und seine Kollegen an Mäusen zeigten, widerstehen nur pigmentierte Staphylokokken diesem Angriff und vermehren sich im Blut. Bauten die Wissenschaftler jedoch den pigmentfreien Stämmen die Gene zur Produktion von Karotinoiden ein, färbten sie sich goldgelb und gewannen ebenfalls die Fähigkeit, im Blut zu überleben und den Radikalverbindungen zu trotzen.

Auf der Basis dieser Befunde plant Nizet nun eine Methode zur Behandlung von Infektionen durch resistente MRSA-Stämmen zu entwickeln. Dazu will er gezielt die bakterielle Karotinoid-Synthese blockieren und den Mikroben so ihren Schutzschild gegen die freien Radikale nehmen.
12.07.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 12.07.2005

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