"Trick and Treat": Bakterielle Proteine eröffnen neue Therapie von Entzündungserkrankungen

Veröffentlichung bei „Nature Medicine“ Juli-Ausgabe

Gießener Forscher aus dem Biochemischen Institut des Fachbereichs Medizin der Justus-Liebig-Universität sind zusammen mit Kollegen aus Homburg/Saar, Münster und Stockholm einem neuen Trick des Wundbakteriums Staphylococcus aureus auf die Schliche gekommen: Bestimmte Haftmoleküle dieser Gram-positiven Bakterien ermöglichen den Mikroorganismen im Wundgewebe einen besonders festen Halt. Dieselben Proteine, genannt „Eap“ (extracellular adherence protein) blockieren gleichzeitig die Infektabwehr des Wirtes und lassen Entzündungszellen keine Chance. Der mögliche therapeutische Nutzen von Eap liegt in seiner Anwendung als anti-entzündliches Molekül und könnte Einsatz bei Patienten mit rheumatoider Arthritis, Psoriasis oder Transplantatabstoßung finden.

Staphylococcus aureus ist einer der wichtigsten und gefährlichsten Krankheitserreger bei Infektionen der verschiedensten Art. Die Besiedelung von infiziertem Gewebe durch diese Bakterien aber auch ihre Wirkung im Blutgefäßsystem (Rheumatisches Fieber, Endokarditis) wird durch eine Reihe von Klebemolekülen, den „Adhäsinen“ erleichtert. Diesen „Klebetrick“ kennt man auch bei vielen anderen Bakterien, was den Mikroorganismen eine spezifische Bindung an Zelloberflächen oder Bindegewebe des „Opfers“ erlaubt und die Infektionsausbreitung ermöglicht. In den meisten Fällen ist das Opfer mit Hilfe seiner Entzündungs- und Fresszellen in der Lage, diese mikrobiellen Eindringlinge zu bekämpfen und unschädlich zu machen. Bestimmten Bakterienstämme von S.aureus allerdings gelingt es, diese Abwehr zu umgehen, da sie ein weiteres Protein (Eap) bereithalten, das bestimmte zelluläre Strukturen des Wirtes blockiert, die für die Infektabwehr notwendig sind. Mit diesem „Doppeltrick“ bleibt das Bakterium nicht nur haftfähig, sondern hält sich auch die Entzündungsabwehr unseres Organismus vom Leibe.

„Zunächst gingen wir von einem weiteren Klebemolekül des Bakteriums aus, als wir aber dessen Inhibitorwirkung auf Entzündungszellen erkannten, war auch die neue Funktion dieses bakteriellen Faktors geklärt“, erläutert Dr. Triantafyllos Chavakis (Foto: links), der unter der Leitung von Prof. Klaus T. Preissner (rechts) am Biochemischen Institut des Fachbereichs Medizin maßgeblich diese Forschungsarbeiten vorangetrieben hat.

Die Gießener Forscher gingen noch einen Schritt weiter, indem sie gentechnologisch hergestellte Eap-Moleküle in einem Tiermodell der akuten Entzündung einsetzten und damit den Entzündungsreiz fast vollständig aufheben konnten. „Wir sind schon seit längerer Zeit auf der Suche nach Strategien, um Wechselwirkungen von Bakterien und Wirtszellen zu unterbinden und damit eine neue Form der anti-mikrobiellen Therapie zu etablieren“, erläutert Prof. Preissner, „aber dass das Bakterium S.aureus selbst solch ein Modellmolekül produziert, hatten wir nicht erwartet“. Zusammen mit Kollegen aus Homburg/Saar, Münster und Stockholm wurden diese Befunde zunächst patentiert und jetzt im renommierten Wissenschaftsjournal „Nature Medicine“ publiziert.

Die Forscher möchten in weiteren Untersuchungen das Prinzip dieser anti-entzündlichen Wirkung von Eap herausfinden, in dem sie immer kleinere Fragmente des Molküls erzeugen, was schließlich zu einer für Patienten verträglichen Substanz führen soll. Dr. Chavakis, der für seine herausragenden Leistungen kürzlich in Halle die Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft erhielt, sieht in der Aufklärung dieses bakteriellen Doppeltricks auch Möglichkeiten, die Mechanismen der gestörten Wundheilung in mit S.aureus infizierten Wunden zu klären. „Wir sind diesen Bakterien, die kaum noch durch klassische Antibiotika-Therapien in Griff zu bekommen sind, bei diesem molekularen Trick auf die Schliche gekommen, der neue Perspektiven nicht nur in der anti-mikrobiellen Therapie sondern auch bei der Behandlung akuter inflammatorischer Erkrankungen verspricht“. Diese sehr erfolgsversprechenden Forschungsarbeiten werden demnächst durch weitere Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert werden. Damit verknüpfen die Arbeiten der Gießener Forscher nicht zuletzt in besonders gelungener Weise die Forschungsschwerpunkte „Infektionserkrankungen“ und „Vaskuläre Biologie“ im Bereich der Lebenswissenschaften an der Justus-Liebig-Universität Gießen.

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Prof. Dr. Klaus T. Preissner
Biochemisches Institut
Friedrichstraße 24
35392 Gießen
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