Wie ein Bakterium Wundinfektionen und heftige Durchfälle auslöst

14. Juli 2016, 12:32
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Schweizer Forscher entschlüsselten, wie das Toxin von Aeromonas hydrophila in menschliche Zellen eindringt

Bern – Das Bakterium Aeromonas hydrophila löst gefährliche Wundinfektionen und heftige Durchfälle aus. Forscher der Universität Bern haben nun herausgefunden, wie ein von diesem Bakterium produziertes Toxin in menschliche Zellen eindringt. Die Erkenntnisse könnten helfen, Gegenmittel zu entwickeln.

Das Bakteriengift mit dem Namen Aerolysin bohrt Löcher in die Membran von Zellen und zerstört sie. Das Bakterium kann sich anschließend vom Inhalt der Zelle ernähren und noch tiefer in eine offene Wunde oder die Darmschleimhaut des Betroffenen eindringen. Diese Art von Toxin kommt bei einer Vielzahl von Bakterien vor, berichtet die Universität Bern.

Wandlungen eines Toxins

Einem internationalen Forscherteam um Benoît Zuber von der Uni Bern und Kollegen von der ETH Lausanne (EPFL) ist es gelungen, die atomare Struktur von Aerolysin während und nach dem Eindringen in die Zellmembran zu entschlüsseln. Dadurch lasse sich die Funktion einer Vielzahl von Bakterientoxinen deutlich besser verstehen.

"Aerolysin ist ein sehr stabiles Toxin", erklärte Zuber. Die ungewöhnliche Kernstruktur des Giftes mache es der betroffenen Zelle unmöglich, den Schaden zu reparieren. Um sich in die Zellmembran, die aus Lipiden (Fetten) besteht, einzufügen, muss das Toxin von einem wasserlöslichen zu einem fettlöslichen Zustand wechseln. Das passiere in vier Schritten, berichten die Forscher im Fachblatt "Nature Communications".

Zunächst docke das wasserlösliche Toxin mit seiner speziellen Kernstruktur an die Zelle an, dann wandle sich ein Teil in eine Art molekularen Pfeilbogen um. Im dritten Schritt kollabiert das Toxin und schießt den "Pfeil" in die Zelle, wodurch ein molekularer Tunnel in der Membran entsteht. Zum Schluss biegt sich die Spitze des Pfeils zum Widerhaken und verankert das Toxin fest in der Membran. "Diese Wandlungen zu verstehen, wird sehr nützlich sein, um neue und wirksamere Therapien gegen Aeromonas-verursachte Krankheiten zu entwickeln", sagte Ioan Iacovache von der Uni Bern, der die Studie gemeinsam mit Zuber leitete. (APA, 14. 7. 2016)

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