Grazer Forscher arbeiten an Impfstoffen aus Bakterienmembranen

1. Februar 2016, 17:21
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Immunisierung mithilfe abgestoßener Außenhäute bestimmter Erreger scheint greifbar

Graz – Bakterien sind für eine Vielzahl von Infektionen bei Tieren und Menschen verantwortlich, die zum Beispiel schwere entzündliche Atemwegserkrankungen oder Cholera hervorrufen. Ein Forscherteam an der Universität Graz will Teile der Bakterienmembran heranziehen, um daraus Impfstoffe zu entwickeln. Jüngst haben sie den Entstehungsmechanismus von sogenannten Außenmembranvesikeln geklärt.

Sogenannten gramnegative Bakterien geben nicht nur einzelne Proteine sondern auch makromolekulare Partikel ihrer äußeren Membran in die Umgebung ab. Diese kugelförmigen Partikel, die durch Ausstülpung und Abschnürung aus der äußeren Membran entstehen, werden als Außenmembranvesikel ("Outer membrane vesicles", OMVs) bezeichnet.

Eisenschalter

Die Grazer Forscher um Stefan haben bereits vor einigen Jahren die Immunogenität dieser Membranvesikel erforscht, also ihre Fähigkeit, im tierischen oder menschlichen Körper eine Reaktion des Immunsystems auszulösen. Eine Technologie, die sich diesen Mechanismus zunutze macht, wurde bereits patentiert. Nun haben sie die Entstehung dieser Vesikel untersucht und ihre Ergebnisse in "Nature Communications" veröffentlicht.

"Alle gramnegativen Bakterien haben einen Transporter, der Fettbestandteile ihrer Außenmembran wieder in das Innere des Mikroorganismus befördert. Kommt diese Rückbeförderung ins Stoppen, häufen sich die Fette in der Bakterienhülle selbst an. Die Hülle bekommt Ausbuchtungen, die sogenannten Außenmembranvesikel", erklärte Schild. Die Forscher erkannten auch, was diesen Transport stoppt: "Eisen dient als Signal: Ist davon nicht genügend vorhanden, liefert der Lipidtransporter die Fette nicht zurück in den Mikroorganismus, sondern es kommt zur vermehrten Fettanreicherung in der Membran".

Molekulare Stopptaste gesucht

Man würde immer besser verstehen, welche Funktion die Außenmembranvesikel genau haben, so Schild. Dass über diese Partikel den Bakterien Stoffe ab- und zugeführt werden, sei essenziell. Mit dieser Erkenntnis werde nun erstmals klar, warum viele bakterielle Erreger krank machende Gifte just in diese Kügelchen verpacken.

Ziel sei es, den Vesikulierungsprozess im Wirt zu stoppen. Dabei wollen die Forscher allerdings nicht am Eisenlevel drehen: "Der menschliche Körper versucht, das Eisen vom Bakterium fernzuhalten, damit bekommen die Erreger leider niemals genug Eisen", macht Schmid einfache Lösungsansätze zunichte. "Wenn man die Abspaltung der Vesikel stoppt, könnte man etwa die Aussendung der Toxine verhindern".

Die Forschungsergebnisse würden aber auch generell helfen, im Labor die Produktion von Impfstoff-Kandidaten zu verbessern. Dabei nutze man einen Mechanismus, mit dem die Bakterien zur stärkeren Vesikelbildung angetrieben werden können: "Je weniger Eisen, umso höher die Bildung der Vesikel", so Schild. (APA, 1.2.2016)

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