Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Bakterien das Gehirn angreifen

06.11.2006
Die von Pneumokokken verursachte Hirnhautentzündung endet oft tödlich. Eine junge Wissenschaftlerin erforschte die molekularen Mechanismen und fand so erste Ansatzpunkte für Therapien. Annett Halle wird dafür mit dem Nachwuchswissenschaftlerinnen-Preis 2006 des Forschungsverbundes Berlin ausgezeichnet.

Sie zählt zu den gefürchtetsten Krankheiten überhaupt, und noch heute müssen Mediziner oftmals machtlos mit ansehen, wie ihre Patienten sterben: Die Pneumokokkenmeningitis führt in zwanzig bis vierzig von hundert Fällen zum Tod – und das trotz moderner Antibiotika.

Warum der Erreger dieser Hirnhautentzündung, das Bakterium Streptococcus pneumoniae, so rasch und verheerend wirkt, das erforschte eine junge Medizinerin, die dafür mit dem Nachwuchswissenschaftlerinnenpreis 2006 des Forschungsverbundes Berlin ausgezeichnet wird.

Dr. Annett Halle (30) fand in ihrer Doktorarbeit* an der Humboldt-Universität zu Berlin heraus, dass zwei Zellgifte der Bakterien die so genannte Blut-Hirn-Schranke massiv schädigen. Dieser Befund lässt auf neue Therapien hoffen.

Streptococcus pneumoniae ist bei Erwachsenen und Kindern der häufigste und zugleich aggressivste Erreger der bakteriellen Hirnhautentzündung (Meningitis). Viele Patienten sterben, viele weitere behalten bleibende Gehirnschäden. In ihrer Dissertation ging die gebürtige Berlinerin Annett Halle den molekularen Ursachen der schweren Krankheit nach.

Sie untersuchte, ob lebende Pneumokokken oder ihre Produkte im Reagenzglas zu einer Schädigung von bestimmten Gehirnzellen, den zerebralen Endothelzellen, führen. Diese Endothelzellen schützen das Gehirn vor Stoffen, die im Blut zirkulieren: Sie bilden gleichsam eine Barriere, die so genannte Blut-Hirn-Schranke.

Was passiert nun bei einer Pneumokokken-Infektion der Hirnhaut? Die Dissertation von Annett Halle gibt darauf entscheidende Antworten. Die Bakterien bilden Giftstoffe, welche die Endothelzellen sozusagen in den Selbstmord treiben, der Fachbegriff lautet programmierter Zelltod oder Apoptose. Halles Untersuchung zeigte, dass ein bestimmtes Protein – der „Apoptosis Inducing Factor“ (AIF) – die Ursache für den Zelltod bei einer Pneumokokkenmeningitis ist. Von großer Bedeutung ist zudem, dass die Zellgifte Wasserstoffperoxid und Pneumolysin, die von den Bakterien freigesetzt werden, als Auslöser des endothelialen Zelltodes identifiziert werden konnten.

Aus diesen Erkenntnissen ergeben sich die nächsten Schritte: „Zum Schutz der Blut-Hirn- Schranke könnten unterstützende Arzneien entwickelt werden“, sagt Annett Halle, „die vom Wirkprinzip an einem oder mehreren der untersuchten Mechanismen ansetzen.“ Beispielweise wäre der Einsatz von Wasserstoff abbauenden Wirkstoffen vorstellbar. Annett Halle weiter: „Ebenso könnten Antikörper helfen, welche AIF unterdrücken und so den Zelltod verhindern.“ Experimente dazu plant die junge Wissenschaftlerin bereits. Sie wird ihre Arbeit in den nächsten zwei Jahren in einem DAAD-geförderten Projekt am Department of Infectious Diseases der University of Massachusetts in den USA fortsetzen.

Ihr Betreuer an der Charité, Prof. Dr. Jörg Weber, schreibt in seinem Gutachten zu der Dissertation: „Die Arbeit ist hervorragend aufgebaut und exzellent strukturiert, besonders hervorzuheben ist die bereits in der Einleitung auffallende höchste Qualität der Abbildungen, die nicht nur die hohe Sachkenntnis, sondern auch das hohe Engagement von Frau Halle erkennen lassen.“ Weiter heißt es, die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse „sind wichtig, um die infektionsbiologische Grundlage der Schädigung der Blut-Hirn-Schranke zu verstehen, aber auch die Wechselwirkung dieser klinisch wichtigen Bakterien mit Endothelzellen im Allgemeinen.“ Die Schädigung von Endothelzellen bei bakteriellen Infekten sei bei invasiven Infektionen von enormer Wichtigkeit, urteilt Weber, auch bei anderen Erkrankungsbildern wie etwa der Sepsis.

Die Ergebnisse der Dissertation wurden im Journal of Clinical Investigation, einem der besten „General-Interest“-Journalen der Medizin, publiziert. Zudem wurden die Daten in der Juni- Ausgabe des Journals „Nature“ sowie in der August-Ausgabe von „Nature Reviews Microbiology“ jeweils durch ein „Highlight“ besonders gewürdigt und einer breiteren wissenschaftlichen Öffentlichkeit vorgestellt.

*Titel der Dissertation: „Streptococcus pneumoniae induziert Apoptose in zerebralen Endothelzellen: Die Rolle bakterieller Toxine“ (Betreuer: Professor Dr. Joerg Weber).

Im Forschungsverbund Berlin (FVB) sind acht natur-, umwelt- und lebenswissenschaftlich orientierte Institute zusammengeschlossen, die wissenschaftlich eigenständig sind, aber im Rahmen einer einheitlichen Rechtspersönlichkeit gemeinsame Interessen wahrnehmen. Der FVB beschäftigt rund 1.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Josef Zens | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Berichte zu: Bakterium Dissertation Endothelzelle Zelltod

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Millionen für die Krebsforschung
20.09.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Ausschreibung des Paul-Martini-Preises 2018 für klinische Pharmakologie
19.09.2017 | Paul-Martini-Stiftung (PMS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

“Lasers in Composites Symposium” in Aachen – from Science to Application

19.09.2017 | Event News

I-ESA 2018 – Call for Papers

12.09.2017 | Event News

EMBO at Basel Life, a new conference on current and emerging life science research

06.09.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften