Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf den Spuren des Typhus-Erregers

24.11.2006
Wissenschaftler erforschen die Evolution des Bakteriums Salmonella typhi und warnen vor der Ausbreitung resistenter Stämme

21 Millionen Menschen erkranken jährlich daran, 200.000 sterben sogar - die Rede ist von Typhus. Ursache der Krankheit sind Bakterien vom Typ Salmonella Typhi. Ein internationales Consortium von Wissenschaftlern aus der Max-Planck Gesellschaft, dem Wellcome Trust (UK, sowie Vietnam) und dem Institut Pasteur (Frankreich) hat sich auf die evolutionären Spuren dieses Bakteriums begeben und herausgefunden, dass gesunde Träger, sogenannte Dauerträger, bei der Evolution und globalen Verteilung dieser Bakterien eine äußerst wichtige Rolle gespielt haben.


Abb. 1: Salmonella typhi
Bild: Dr. Volker Brinkmann, MPI für Infektionsbiologie


Abb. 2: Ein minimal spannender Baum mit 59 Genotypen basierend auf 88 informative Polymorphismen. Die Quellen der Isolate nach Kontinenten sind durch entsprechende Farben gekennzeichnet. Bild: Philippe Roumagnac et al.

Bereits 1902 hatte Robert Koch auf die Bedeutung der Dauerträger hingewiesen. Die Wissenschaftler betonen, dass weder die Behandlung dieser Krankheit mit Antibiotika noch eine globale Impfkampagne ausreichen werden, um sie auszurotten. Die in der aktuellen Ausgabe von Science (24. November 2006) vorgestellten Ergebnisse erhellen zudem die Mechanismen, die aufgrund der weit verbreiteten Antibiotika-Behandlung zu Antibiotika-Resistenzen führen. Die Wissenschaftler zeigen, dass die Behandlung von Akuterkrankten in Südostasien seit 1991 zum Auftreten von mehreren, unabhängigen Mutanten geführt hat, die gegen diese Behandlung unempfindlich sind, und dass eine eng verwandte Gruppe dieser Mutanten, H58 genannt, sich stark vermehrt und inzwischen auch Afrika erreicht hat.

Für die Gesundheit in Schwellenländern ist Typhus eine große Gefahr. Zwar verursacht Salmonella typhi auch in Europa und Amerika immer wieder Krankheitsfälle, doch seit Anfang des 20. Jahrhunderts ist Typhus dort seltener geworden. Die Evolutionsgeschichte und Populationsstruktur von Typhi war bisher wenig untersucht. Um die evolutionäre Geschichte dieses Bakteriums aufzuklären, hat eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern in einer gemeinsamen Anstrengung jetzt erstmals eine global repräsentative Sammlung aus 105 Typhi-Stämmen zusammengestellt und die Sequenz von 90.000 Basenpaaren in jedem der Stämme auf Unterschiede hin geprüft.

Die Wissenschaftler um Mark Achtman und Philippe Roumagnac vom Max-Planck Institut für Infektionsbiologie in Berlin entdeckten 88 informative Sequenzpolymorphismen, die zeigen, dass sich die Populationsstruktur von Typhi über die letzten 10.000 bis 43.000 Jahre entwickelt hat. Erstaunlicherweise haben der Urstamm sowie mehrere seiner direkten Nachkommen bis heute überlebt. Das ist ein Zeichen für eine neutrale Populationsstruktur und steht im Gegensatz zu anderen Bakterien, bei denen Selektion zum Aussterben von intermediären Genotypen geführt hat. Diese ursprünglichen Genotypen sind auch global verteilt, ein Beweis, dass Typhi sich mehrere Male über den gesamten Globus ausgebreitet hat.

"Wir vermuten, dass diese ungewöhnliche Populationsstruktur von Typhi durch Dauerträger bedingt wird, ein Phänomen, das erstmalig intensiv in Deutschland zwischen 1902 und 1910 untersucht wurde", erklärt Mark Achtman. International wurden Dauerträger berüchtigt durch "Mr. N the milker" aus England und "Typhoid Mary" aus den USA. Beide haben durch ihre Beschäftigung in der Lebensmittelindustrie Anfang des 20. Jahrhunderts Hunderte von Menschen infiziert. Nach Ansicht der Wissenschaftler haben Dauerträger das Überleben von Typhi unter Jägern und Sammlern erlaubt, noch bevor die menschliche Siedlungsdichte durch die neolitische Revolution vor 10.000 Jahren anstieg. Sie sind vielleicht auch für die weltweite Ausbreitung dieser Bakterien verantwortlich. Darüber hinaus haben Dauerträger das Überleben von Typhi wahrscheinlich über Jahrzehnte hinweg in einzelnen Ländern ermöglicht.

Die zunehmende Unempfindlicht gegen Antibiotika hat eine effektive Behandlung von Typhus in den letzten Jahrzehnten erschwert. Eine medizinische Behandlung mit Fluoroquinolonen wurde zum globalen Standard, weil sie wirksam und kostengünstig ist. Jedoch hat die weit verbreitete Benutzung von Fluoroquinolonen, die teilweise in Schwellenländern auch ohne Verschreibung erhältlich sind, auch einen erschreckenden Anstieg in der Zahl resistenter Typhi verursacht. Die Untersuchung zahlreicher Typhi-Stämme aus Südostasien hat jetzt gezeigt, dass die Resistenz gegen Nalidixinsäure, ein Quinolon, durch unabhängige Mutationen in mehreren Genotypen entstanden ist.

Einer dieser Genotypen, H58 genannt, hat sich mittlerweile dramatisch in Südostasien ausgebreitet und ist sogar schon nach Afrika gelangt. In Vietnam sind inzwischen bis zu 95 Prozent der Typhi unempfindlich gegen Nalidixinsäure sowie viele andere Antibiotika. Typhus-Erkrankungen durch solche Keime können zwar noch mit neueren Antibiotika erfolgreich behandelt werden, doch diese sind wesentlich teurer und belasten die medizinischen Haushalte der Schwellenländer stark. "Es ist zu erwarten, dass Typhi auch gegen diese Antibiotika resistent werden wird", betont Achtman. "Unsere Untersuchungen machen die gravierenden Probleme in der Krankheitsbekämpfung deutlich. Zum einen kann der unkontrollierte Gebrauch von Antibiotika zur Entwicklung resistenter Bakterienstämme führen. Zum anderen stellen Dauerträger - hier werden weder die kurzfristige Behandlung mit Antibiotika noch die langzeitige Wirkung von Impfstoffen wirksam - einen sicheren Hafen für Typhi dar und werden deshalb voraussichtlich längerfristig dazu führen, dass Typhus eine Gefahr für die menschliche Gesundheit bleibt."

Die Forschungsarbeiten wurde kollaborativ von Wissenschaftlern am Max-Planck Institut für Infektionsbiologie, Berlin, des Wellcome Trust, GB, dem Sanger Institut, Hinxton Hall, dem Institut Pasteur, Paris, der Oxford University Clinical Research Unit, der Ho Chi Minh Stadt und mit Unterstützung von Krankenhäusern in Ho Chi Minh Stadt und Hanoi sowie dem International Vaccine Institute in Seoul durchgeführt. Sie wurden finanziell unterstützt durch Mittel des Wellcome Trusts, GB.

Originalveröffentlichung:

Philippe Roumagnac, François-Xavier Weill, Christiane Dolecek, Stephen Baker, Sylvain Brisse, Nguyen Tran Chinh, Thi Anh Hong Le, Camilo J. Acosta, Jeremy Farrar, Gordon Dougan & Mark Achtman
Evolutionary history of Salmonella Typhi
Science, November, 24, 2006

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Berichte zu: Antibiotikum Bakterium Dauerträger Genotyp Populationsstruktur Typhus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics