Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aus der Haut fahren: ForscherInnen der Universität Graz zeigen, wie sich Krankheitserreger schnell an den Wirt anpassen

22.01.2020

Die meisten bakteriellen Krankheitserreger produzieren sogenannte OMVs – Outer Membrane Vesicles. Das sind Ausstülpungen ihrer Außenhaut, die sich abschnüren und abstoßen können. Welchen Nutzen dieser sehr energieaufwändige Prozess bringt, konnten ForscherInnen der Universität Graz nun erstmals klären: Die Mikroorganismen passen sich so schneller an die für sie widrigen Bedingungen im Wirt an, um der Immunabwehr zu entgehen. Die Ergebnisse der aktuellen Studie werden in der Feber-Ausgabe des Fachjournals Cell Host & Microbe publiziert und sind seit Kurzem online verfügbar.

Franz Zingl vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz fokussierte im Rahmen seiner Doktorarbeit bei Stefan Schild auf OMVs des Cholera-Erregers Vibrio cholerae.


Stefan Schild erforscht mit seinem Team die Überlebensstrategien von krankmachenden Bakterien.

Foto: Uni Graz/Kernasenko

Dieser überlebt zwischen den Epidemien im Wasser und muss dort mit ganz anderen Bedingungen zurechtkommen als im Wirt.

Um sich ausreichend ernähren zu können, hat er an der Außenhaut zahlreiche Aufnahmesysteme von Nährstoffen, unter anderen das sogenannte Porin OmpT.

Im menschlichen Körper würde das Bakterium über dieses Porin Gallensalze und antimikrobielle Peptide aufnehmen, die es abtöten. „Es bildet also kein neues OmpT mehr. Bisher war allerdings nicht bekannt, wie die bereits vorhandenen Schleusen entfernt werden können“, führt Stefan Schild aus.

In der aktuellen Studie konnten die Wissenschafter nun zeigen, dass die Krankheitserreger beim Eintritt in den Wirt massiv Außenhaut-Ausstülpungen abstoßen. Auf diese Art und Weise können sie sich rasch der nicht mehr benötigten Porine entledigen.

Ebenfalls „entsorgen“ sie auf diesem Weg sogenannte Lipopolysaccharide – kurz LPS –, die in der Außenhaut sitzen und keine ausreichende Barriere gegen die Immunabwehr des Körpers darstellen. Die im Wirt neu gebildeten LPS sind dahingehend verändert, dass sie sich fest aneinanderketten können und die Membran undurchlässiger machen.

„Die Vesikulierung, also das Abstoßen der OMVs, verschafft den Erregern einen klaren Wettbewerbsvorteil bei der Kolonisierung des Wirts“, fasst Schild zusammen. In Gang gesetzt wird der Prozess, wenn die Bakterien Eisenmangel verspüren, weil sie das Spurenelement – wie auch wir Menschen – für alle biologischen Vorgänge benötigen.

Eine Abwehrstrategie unseres Körpers ist es, Eisen so zu binden, dass es schädlichen Eindringlingen nicht zur Verfügung steht, was in den Bakterien Stress verursacht.

Darüber hinaus gibt es Indizien dafür, dass der Kontakt zu Antibiotika oder Desinfektionsmittel in niedrigen Dosen ebenfalls ein Abschnüren der Außenmembranvesikel auslöst. „Rückstände von keimtötenden Medikamenten in Wasser oder Nahrung sind also problematisch, weil sie den Pathogenen einen Fitnessvorteil verschaffen können“, betont der Molekularbiologe.

Die Mechanismen, die das Grazer Team an Vibrio cholerae im Detail untersucht hat, sind für nahezu alle bakteriellen Krankheitserreger gültig – beispielsweise für Salmonellen, Pseudomonaden oder Neisserien.

Die Erkenntnisse sind auch für mögliche neue Therapieansätze gegen Infektionserkrankungen von Nutzen: Die WissenschafterInnen suchen nun nach einer Substanz, die die Vesikulierung hemmt. Damit könnte die körpereigene Immunabwehr leichter mit den Eindringlingen fertig werden. Gleichzeitig bliebe – anders als bei der Einnahme von Antibiotika – das natürliche Mikrobiom im menschlichen Darm verschont.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Assoz. Prof. Dr. Stefan Schild
Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz
Tel.: +43 316/380-1970
E-Mail: stefan.schild@uni-graz.at

Originalpublikation:

Franz G. Zingl, Paul Kohl, Fatih Cakar, Deborah R. Leitner, Fabian Mitterer, Katherine E. Bonnington, Gerald N. Rechberger, Meta J. Kuehn, Ziqiang Guan, Joachim Reidl, Stefan Schild, „Outer Membrane Vesiculation Facilitates Surface Exchange and In Vivo Adaptation of Vibrio cholerae“, Cell Host & Microbe, DOI: 10.1016/j.chom.2019.12.002

Weitere Informationen:

https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(19)30631-6

Mag. Dagmar Eklaude | Karl-Franzens-Universität Graz
Weitere Informationen:
https://www.uni-graz.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht
24.02.2020 | Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

nachricht Nanopartikel gezielt zum Tumor lenken: HZDR-Forscher spüren Krebszellen mit maßgeschneiderten Materialien auf
24.02.2020 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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: Die Loopings der Bakterien: Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen analysiert Fortbewegung

Das magnetotaktische Bakterium Magnetococcus marinus schwimmt mit Hilfe von zwei Bündeln von Geißeln. Außerdem besitzen die Bakterienzellen eine Art intrazelluläre Kompassnadel und können daher mit einem Magnetfeld gesteuert werden. Sie werden deshalb als biologisches Modell für Mikroroboter benutzt. Ein internationales Team der Universität Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der CEA Cadarache (Frankreich) hat nun aufgeklärt, wie sich diese Bakterien bewegen und deren Schwimmgeschwindigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift eLife erschienen.

Die Forscherinnen und Forscher nutzten eine Kombination von neuen experimentellen Methoden und Computersimulationen: Sie verfolgten die Bewegung der...

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Schiffsexpedition bringt Licht ins Innere der Erde

24.02.2020 | Geowissenschaften

Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht

24.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Antikörper als Therapiealternative bei Tumoren am Hör- und Gleichgewichtsnerv?

24.02.2020 | Medizin Gesundheit

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