Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gefährliche Trickser: Manche Bakterien nutzen Immunzellen, um sich in ihnen zu vermehren

01.09.2005


Fresszellen, so genannte Makrophagen, sind effektive Waffen unseres Immunsystems, die eingedrungene Erreger verschlingen und verdauen. Manche Bakterien können diese Abwehr aber unterlaufen und sich sogar in Fresszellen vermehren. Zellbiologen der Universität Bonn haben in einer soeben in der Zeitschrift "Traffic" (Band 6, Heft 8, August 2005, Seiten 635-653) erschienenen Arbeit gezeigt, mit welchen Tricks die Mikroben arbeiten. Ihr Ergebnis: Die Erreger verhindern unter anderem, dass die Erreger in den "Magen" der Makrophagen gelangen, der ihnen Schaden zufügen könnte.


Elektronenmikroskopische Aufnahme von zwei Rhodococcus equi-Bakterien in einem Phagosom eines Mausmakrophagen
(c) AG Haas / Universität Bonn



Alarm in der Pferdelunge! Gerade ist ein Bakterium mit der Atemluft in die Bronchien gesaugt worden, und schon rückt die Immunabwehr an, um den Eindringling unschädlich zu machen. Angelockt von bakterientypischen Substanzen, welche die Mikrobe wie ein Wolke umgeben, finden die "Makrophagen" genannten Fresszellen ihren Weg. Sobald sie den Eindringling aufgespürt haben, stülpen sie einen Teil ihrer eigenen Zellmembran wie eine Kapuze über das Bakterium, wodurch ein Membransack entsteht, in dem der Erreger eingeschlossen ist. Dieses "Phagosom" (von griechisch "phagein" = fressen) schnürt sich ins Innere des Makrophagen ab und ist nun der Ort, auf den sich das ganze Waffenarsenal der Fresszelle konzentriert: Das Phagosom wird mit Sauerstoffradikalen und Säure geflutet. Andere Membransäckchen, die Lysosomen, verschmelzen mit dem Phagosom und konfrontieren die Mikrobe mit hochreaktiven Verdauungsenzymen. Wenige Stunden nach den ersten Alarmzeichen ist von dem Bakterium nichts mehr zu sehen, die potenzielle Gefahr ist gebannt.



Vermehrung im Killer

Soweit der Normalfall. Eine ganze Reihe von Krankheitserregern hat sich aber darauf spezialisiert, genau diesen Teil der Abwehr auszutricksen und es sich ausgerechnet in jenen Makrophagen gemütlich zu machen, die eigentlich dazu da sind, sie zu töten.

Einer dieser Erreger ist Rhodococcus equi. Dieses Bakterium kann in jungen Fohlen eine Lungenerkrankung auslösen, die der menschlichen Tuberkulose sehr ähnlich ist. So ist es auch nicht allzu überraschend, dass Rhodococcus equi mit dem Tuberkelbazillus (Mycobacterium tuberculosis) eng verwandt ist. Da Makrophagen das Hauptziel von Rhodococcus in der Pferdelunge sind, findet man dort während einer Infektion viele Rhodokokken.

Im Bonner Institut für Zellbiologie haben Eugenia Fernandez und Marco Polidori in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Albert Haas untersucht, warum Rhodococcus equi in Makrophagen nicht getötet und verdaut wird, sondern sich dort sogar vermehren kann. Dabei konnte die Gruppe zeigen, dass die Rhodokokken nach der Aufnahme durch den Makrophagen eine Art Bremsklotz einlegen und die Verschmelzung der sie umgebenden Membranhülle mit den Lysosomen verhindern. Dadurch sind die Bakterien gar nicht erst den vielen Verdauungsenzymen ausgesetzt. Außerdem können die Bakterien auch die Ansäuerung ihres Phagosoms verhindern.

Manipulative Mikroben

"Insgesamt heißt das, dass die Rhodokokken ihre Wirtszelle manipulieren, es sich so in einer Säure- und Verdauungsenzym-losen Umgebung bequem machen und sich dort vermehren", so Professor Haas. Innerhalb weniger Tage nach Beginn der Infektion sterben die Makrophagen an der Infektion: Sie fallen auseinander und entlassen die vervielfachten Erreger.

Die Bonner Zellbiologen haben bereits vorher zeigen können, dass dieser Zelltod "nekrotisch" ist. Das bedeutet, dass Zellbestandteile austreten und damit weitere Immunzellen anlocken und aktivieren. Letztlich kommt es zur Entzündung und Gewebeschädigung. "Es könnte sein, dass Rhodokokken das gar nicht so ungern haben", meint Professor Haas, "denn dann können sie sich gleich einen vorbeikommenden frischen Makrophagen schnappen und sich darin wieder einnisten."

Als nächstes wollen die Bonner Zellbiologen der Frage nachgehen, welche bakteriellen Eigenschaften dafür wichtig sind, die Verschmelzung von Phagosom und Lysosom zu verhindern, und wie das Immunsystem trotz aller bakteriellen Tricks normalerweise eine Infektion niederkämpft.

Rhodokokken können allerdings auch in AIDS-Patienten Tuberkulose-artige Erkrankungen verursachen und zum Tod führen. "Das ist ebenfalls ein Aspekt, der für unsere Arbeit wichtig ist", betont Haas. "Wir gehen davon aus, dass unsere Forschungen dazu beitragen können, die Tuberkulose beim Menschen besser zu verstehen." Anders als Fohlen brauchen sich jedoch die allermeisten Menschen vor dem Erreger nicht zu fürchten. "In jeder Schaufel Erde einer betroffenen Pferdefarm finden sich Abermillionen Rhodokokken, und trotzdem kommt es fast nie vor, dass einigermaßen gesunde Menschen daran erkranken."

Kontakt:
Prof. Dr. Albert Haas
Institut für Zellbiologie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-63 40
E-Mail: albert.haas@uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Berichte zu: Bakterium Fresszelle Infektion Makrophagen Phagosom Rhodococcus Rhodokokken

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise