Ohne Eisen geht's auch

News: Ohne Eisen geht's auch

Ein Zeckenbiss kann böse Folgen haben, wenn die Tiere Erreger der Borreliose beziehungsweise Lyme-Krankheit übertragen. Wird die Infektion nicht rechtzeitig entdeckt und behandelt, können sich später schmerzhafte arthritische Beschwerden entwickeln. Für Wissenschaftler vielleicht viel interessanter ist, dass die Mikroorganismen selbst etwas ganz Besonderes zu sein scheinen: Sie benötigen nämlich kein Eisen zum Wachsen. Und damit stehen sie in der Welt der pathogenen Bakterien bisher alleine da.

Wer an warmen Sommertagen gern durch Wiesen und Felder streift, findet abends nicht selten kleine "Mitreisende" in Kniekehlen oder am Arm: Zecken. Die Tiere selbst sind eigentlich harmlos, gefährlich werden sie erst dadurch, dass sie Krankheitserreger übertragen. Hierzu gehört unter anderem das spiralförmige Bakterium Borrelia burgdorferi, das beim Menschen die so genannte Borreliose oder Lyme-Krankheit auslösen kann.

Wie bei jedem Erreger untersuchen Wissenschaftler natürlich auch gründlich die Lebensweise und Ansprüche von Borrelia burgdorferi, um schliesslich Medikamente dagegen zu finden. Dabei erlebten sie nun eine Überraschung: Anders als alle anderen bisher erforschten pathogenen Bakterien verzichtet es nämlich in seinem Stoffwechsel auf Eisen aus seinem Wirt. Dabei stellt die Versorgung mit genau diesem Element das größte Problem für die Mikroorganismen im menschlichen Körper dar, weshalb sie hoch spezialisierte Systeme entwickelt haben, um an freies Eisen zu kommen. Für Borrelia burgdorferi jedoch ist es nicht nur unnötig, sondern sogar toxisch (Science vom 2. Juni 2000).

Die Abneigung des Bakteriums gegen Eisenionen wiesen Wissenschaftler um Frank Gherardini von der University of Georgia mit verschiedenen Tests nach. Zum einen wuchs es in Kultur selbst unter Eisenmangel-Bedingungen ungehindert weiter und auch die Genexpression schien sich dabei nicht zu verändern. Weiterhin konnten die Forscher in Zellextrakten keine Aktivität verbreiteter Eisen-abhängiger Enzyme nachweisen, und bei einer Analyse der gesamten Genomsequenz entdeckten sie auch keine eisenhaltigen Proteine. Schließlich untersuchten sie den Eisengehalt der Zellen mit massenspektroskopischen Verfahren und Techniken, mit denen sie den Eisentransport in den Zellen verfolgten. Dabei stellten sie fest, dass dieser Wert in Borrelia burgdorferi nur ein Tausendstel von dem beträgt, was in anderen krankheitserregenden Bakterien gemessen wurde.

"Experimente zur Eisenaufnahme lassen vermuten, dass Borrelia burgdorferi kein Eisen transportiert und weniger als fünf Eisenatome pro Zelle enthält", meint Gherardini. Bisher ist erst von einem weiteren Bakterium, dem frei im Boden lebenden Lactobacillus planatarum, bekannt, dass es ohne Eisen wachsen kann. Anscheinend gehört der Lyme-Erreger damit zu einer einzigartigen Gruppe von pathogenen Keimen, die eine neue Strategie entwickelt haben, um die Mangelversorgung mit Eisen im menschlichen Körper zu umgehen.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 7.8.1998
"Der falsche Feind"
Spektrum Ticker vom 29.4.1998
"Vorsicht bei Zeckenbissen"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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