Kalzium sichert Überleben von gefährlichem Spitalskeim

25. Oktober 2016, 09:45
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Forscher haben untersucht, wie das Bakterium Pseudomonas aeruginosa eine chronische Infektion hervorruft. Eine Schlüsselrolle spielt dabei Kalzium

Basel – Wissenschafter der Uni Basel haben herausgefunden, welches Signal bei einem problematischen Spitalskeim den Übergang von der akuten zur chronischen Infektion steuert. Dieses Umschalten macht es schwieriger, Infektionen zu behandeln.

Pseudomonas aeruginosa gehört zu den häufigsten Spitalkeimen und lässt sich schwer bekämpfen, da er gegen viele gängige Antibiotika resistent ist. Der Erreger verursacht zahlreiche Beschwerden, am häufigsten jedoch Lungenentzündungen bei immungeschwächten Patienten.

Wissenschafter um Urs Jenal haben nun untersucht, wie das Bakterium im Laufe der fortschreitenden Infektion die Strategie ändert und von der akuten frühen Infektionsphase in den chronischen Dauerzustand wechselt. Erstmals haben die Experten ein Signal entdeckt, das diesen Hebel umlegt: Kalzium.

Was Kalzium bewirkt

Im akuten Stadium der Lungenentzündung bildet der Keim eine ganze Reihe an sogenannten Virulenzfaktoren, die ihm helfen, sich im Patienten festzusetzen und dem Immunsystem zu entkommen. Beim Übergang zur chronischen Phase stoppt es die Produktion dieser Faktoren und bildet stattdessen eine schützende Schleimhülle, einen sogenannten Biofilm.

"In Pseudomonas gibt es einen zentralen Signalweg, der die Informationen aus der Umgebung sammelt und schließlich entscheidet, ob der Erreger vom akuten in den chronischen Zustand wechselt", sagte Jenal. "Obwohl der Signalweg schon länger bekannt ist, wusste man bisher nicht, welche äußeren Signale die Virulenz von akut zu chronisch umschalten."

Wie die Forschenden nun im Fachblatt "Nature Microbiology" berichten, misst ein Enzym in der Bakterienhülle die Kalziummenge in der Umgebung und leitet das Signal ins Innere weiter. Ist die Kalziumkonzentration hoch, wechselt das Bakterium die Strategie, bildet einen Biofilm und drosselt sein Wachstum, wodurch es Antibiotika besser tolerieren und sich dem Immunsystem widersetzen kann.

Von Cystischer Fibrose lernen

Die Wissenschafter isolierten außerdem P.-aeruginosa-Bakterien von Patienten mit Cystischer Fibrose, die an einer lebenslangen chronischen Lungeninfektion leiden. Auch hier reagierten diese Keime empfindlich auf Kalzium.

"Ein wichtiges Merkmal der Cystischen Fibrose ist unter anderem der gestörte Kalzium-Haushalt", erklärte Jenal. "Da die Patienten oft erhöhte Kalzium-Spiegel aufweisen, gehen wir davon aus, dass dies den Übergang vom akuten zum chronischen Stadium begünstigt." Für die Keime sei dies von Vorteil, da sie so ihr langfristiges Überleben in den Atemwegen sichern. (APA, sda, 25.10.2016)

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