Durchbruch im Kampf gegen Legionärskrankheit

Leibnizforscher klären Struktur eines Proteins der Legionella-Bakterien auf

Einen ersten Erfolg im Kampf gegen die gefürchtete Legionärskrankheit haben Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Molekulare Biotechnologie (IMB) in Jena zusammen mit Forschern aus Halle und Würzburg erzielt. Dem Team um den Jenaer Professor Rolf Hilgenfeld ist es gelungen, die Struktur eines Proteins der Legionella-Bakterien durch Röntgenstrukturanalyse aufzuklären.

Das Bakterium „Legionella pneumophila“ ist Erreger der schweren und oft tödlich verlaufenden Lungenentzündung. Infektionsgefahr besteht vor allem für ältere Menschen oder Personen mit geschwächtem Immunsystem überall dort, wo sich warmes Wasser mit Luft zu Schäumen vermischt – besonders in Whirlpools, Saunen oder in der Nähe von Kühltürmen. „In den eingeatmeten Wassertröpfchen gelangen die Legionellen in die menschliche Lunge, wo sie in eine bestimmte Sorte von weißen Blutkörperchen, Makrophagen genannt, eindringen“, erläutert Hilgenfeld.

Eigentlich ist es die Aufgabe der Makrophagen, Eindringlinge wie Bakterien oder Viren unschädlich zu machen, aber genau dieser Mechanismus wird von den Legionella-Bakterien in perfider Weise ausgeschaltet. Statt dessen vermehren sie sich in den Makrophagen zu Unmengen neuer Bakterien, die dann eine weitere Infektionsrunde einläuten können. Die Jenaer Forscher untersuchten nun einen besonderen Eiweißstoff der Bakterien. Dieses Mip-Protein hat die Form einer Zange, mit der es möglicherweise Proteine des infizierten Makrophagen umklammert und so das molekulare Programms dieser für das Immunsystems wichtigen Zellen verändert. Mip ist sowohl für das Andocken der Bakterien an die Makrophagen als auch für das Überleben des Angreifers in den Zellen entscheidend. Es bildet gewissermaßen die „Achillesferse“ der Legionellen.

Gelänge es, Mip durch ein Medikament auszuschalten, so sollte der Erreger nicht mehr infektiös sein. Hilgenfeld und seine Kollegen sind schon ein gutes Stück in dieser Richtung vorangekommen, indem sie das Mip-Protein in Verbindung mit einem bereits erprobten Medikament untersuchten. Allerdings wird diese Arznei nicht zur Behandlung der Legionärskrankheit, sondern zur Schwächung der Immunabwehr bei Organtransplantationen eingesetzt. „Die Kristallstruktur von Mip liefert jetzt aber die Schablone, mit deren Hilfe bessere, maßgeschneiderte Medikamente zur Bekämpfung von Legionella-Infektionen entwickelt werden können“, sagt Hilgenfeld.

Erst 1977 wurde der die Krankheit auslösende Mikroorganismus entdeckt, nachdem er ein Jahr zuvor unter den Teilnehmern einer Veteranenveranstaltung der „American Legion“ (daher der Name) in Philadelphia gewütet hatte. In jüngster Zeit gab es größere Ausbrüche der Krankheit in den Niederlanden (1999), Australien (2000) und Spanien (2001).

Wissenschaftliche Veröffentlichung: Nature Structural Biology 8, 779-783 (September 2001)

Kontakt: Prof. Dr. Rolf Hilgenfeld, Institut für Molekulare Biotechnologie, Beutenbergstr. 11, 07743 Jena; Tel. 03641-656061 oder 0177-2412455, Fax 03641-656062; E-mail: hilgenfd@imb-jena.de und im Internet: www.imb-jena.de/www_sbx/

Das IMB gehört zu den insgesamt 78 außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Serviceeinrichtungen für die Forschung der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. (WGL). Das Spektrum der Leibniz-Institute ist breit und reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften und Museen mit angeschlossener Forschungsabteilung. Die Institute arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär. Sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert. Näheres unter: http://www.wgl.de.

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Dr. Frank Stäudner idw

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