Posted in: Medizin 2. November 2009 01:01 Weiter lesen →

Ein Minenfeld gegen Abwehrzellen

Sehr plastisch wirkende REM-Aufnahme zeigt schleimigen Film, darin eingebettet rundliche Gebilde unterschiedlicher Größe, auf einer glatten Unterlage Bakterielle Infektionen werden spätestens dann schwierig zu behandeln, wenn sich die Mikroben in Biofilmen zusammenrotten. Einen neuen Mechanismus zur Befestigung dieser Trutzburgen haben dänische und amerikanische Forscher entdeckt. Sobald Pseudomonas-Bakterien die Gegenwart von Abwehrzellen bemerken, spicken sie ihre Biofilme mit molekularen Tretminen.

Biofilme, hier in einer Wasserprobe aus einem Bach, können Vertreter verschiedenster Spezies enthalten. REM-Aufnahme: CDC/ Janice Haney Carr

Der Aufbau dieser Verteidigungslinie wird von den Bakterien in Gemeinschaftsarbeit erledigt und mithilfe von Signalstoffen koordiniert, berichten die Mediziner und Mikrobiologen um Michael Givskov von der Universität Kopenhagen im Fachblatt „Microbiology“. Blockierten sie die Produktion der Abwehrsubstanzen, büßten Pseudomonas-Biofilme in den Lungen von Mäusen einen großen Teil ihrer Widerstandskraft ein.

Mit Pseudomonas aeruginosa studierten Givskov und Kollegen ein Bakterium, das bei abwehrgeschwächten Krankenhauspatienten und bei Brandopfern schwere Infektionen hervorrufen kann. Berüchtigt ist es auch dafür, dass es im zähflüssigen Lungenschleim von Patienten mit Cystischer Fibrose (Mukoviszidose) äußerst hartnäckige Biofilme bildet, in denen es relativ unempfindlich gegenüber Antibiotika ist.

Schon seit gut 60 Jahren ist bekannt, dass Pseudomonaden Rhamnolipide produzieren können. Bestehend aus Fettsäure- und Zuckermolekülen, wirken diese Verbindungen wie Detergenzien und helfen den Bakterien bei der Aufnahme von fettartigen Nährstoffen aus der Umgebung – aber auch bei der Abwehr hungriger Amöben, die bei Kontakt mit dem bakteriellen „Spülmittel“ leckschlagen und auslaufen. Eben diesen Effekt beobachteten die Forscher auch bei Abwehrzellen aus der Gruppe der Granulozyten, die sie zu Pseudomonas-Biofilmen gaben.

Waren die Biofilme im Labor herangezüchtet worden, stellte sich dieser Effekt allerdings mit Verzögerung ein, berichten Givskov und Kollegen. Der Grund: die bakterielle Wohngemeinschaft nimmt die Produktion der Rhamnolipide erst auf, nachdem einige Bewohner die Anwesenheit der Granulozyten bemerkt haben. Diese treten im Biofilm eine Lawine von Signalstoffen los, die auch bei den übrigen Bewohnern das genetische Programm für die Bildung der Detergenzien aktiviert.

Forschung: Morten Alhede, Niels Høiby und Michael Givskov, Institut for International Sundhed, Immunologi og Mikrobiologi, Københavns Universitet, und Klinisk Mikrobiologisk Afdeling, Rigshospitalet, Kopenhagen; und andere

Veröffentlichung Microbiology, Vol. 155(11), pp 3500-8, DOI 10.1099/mic.0.031443-0

WWW:
Bacteriology, University of Copenhagen
Leben im Schleim: Biofilme beherrschen die Welt
Quorum Sensing
Pseudomonas aeruginosa
Biotenside

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Kollektiv ist relativ
Schleimige Trutzburg


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