Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Meningokokken gefährlich macht

29.02.2008
Ein 16-jähriger Schüler aus Mindelheim im Ostallgäu ist an einer Gehirnhautentzuendung gestorben.

Das meldete gestern (28. Februar 2008) der Landesdienst Bayern der Nachrichtenagentur dpa. Was die Bakterien (Meningokokken), die diese Krankheit auslösen, so gefährlich macht, beschreiben Forscher der Universitäten Würzburg und Bielefeld in einer aktuellen Arbeit im US-Wissenschaftsblatt PNAS.

Ebenso wie der Darm sind auch Nase und Rachen des Menschen von Kleinstlebewesen besiedelt. Bei etwa zehn Prozent der Bevölkerung kommen dort als harmlose Bewohner der Schleimhäute unter anderem Meningokokken vor. Von diesen Bakterien gibt es aber auch Stämme, die lebensbedrohliche Blutvergiftungen und Hirnhautentzündungen auslösen. Wie die friedlichen Mitbewohner im Lauf der Zeit zu aggressiven Krankheitserregern geworden sind, war bislang unbekannt. Forscher von den Universitäten Würzburg und Bielefeld bieten dafür jetzt erstmals eine Erklärung an.

"Betrachtet man die Evolution der Meningokokken, dann waren deren ursprünglichste Vertreter noch nicht von einer Schleimkapsel umhüllt", sagt Professor Ulrich Vogel vom Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Uni Würzburg. Diese Kapsel sei eine unabdingbare Voraussetzung dafür, dass die Bakterien in die Blutbahn des Menschen eindringen können. Allerdings gebe es auch Meningokokken, die zwar eine Kapsel besitzen, aber den Menschen trotzdem nicht krank machen. Beim Wandel zum Erreger muss also noch mehr passiert sein.

Was das gewesen sein könnte, dafür haben die Forscher um die Projektleiter Christoph Schön und Matthias Frosch gemeinsam mit Kollegen vom Würzburger Lehrstuhl für Bioinformatik (Tobias Müller und Torben Friedrich) und vom Bielefelder Center for Biotechnology nun Anhaltspunkte gefunden. Ihre Analysen ergaben Hinweise, dass Meningokokken sich zunächst als kapselfreie Erreger von anderen Arten, wie den Gonokokken, abspalteten. Erst im Laufe der weiteren Evolution bauten sie die Erbinformation zur Bildung der Kapsel in ihr Chromosom ein. Anschließend nahmen sie ein mobiles DNA-Element auf, einen so genannten Prophagen - und das führte dann bei einigen der bekapselten Stämme zur Umlagerung von Teilen des Chromosoms. "Wir nehmen an, dass es nach diesen Umlagerungen zu Veränderungen der Aktivität kritischer Gene kam und dass manche Bakterienstämme dadurch zu Krankheitserregern wurden", so die Wissenschaftler.

Hohes Fieber, steifer Nacken

Wenn diese Erreger dann zuschlagen, trifft es meist Kleinkinder, die noch keine ausreichenden Abwehrkräfte aufgebaut haben, oder Teenager, zwischen denen die Erreger mit hoher Frequenz ausgetauscht werden. Die Kranken bekommen hohes Fieber, starke Kopfschmerzen, und - besonders typisch für die Hirnhautentzündung - einen steifen Nacken. Auch Benommenheit, Lichtempfindlichkeit, Gelenkschmerzen und rot-violette Hautflecken können sich einstellen. Im Extremfall kommt es mit einem rasanten Krankheitsverlauf zum Schock.

Spätestens dann besteht Lebensgefahr, und etwa zehn Prozent der Erkrankten sterben auch an der Infektion. Ganz entscheidend für den Ausgang der Krankheit ist der Zeitpunkt des Therapiebeginns: Meningokokken reagieren sehr empfindlich auf Antibiotika; je früher diese gegeben werden, desto besser. Ein Impfstoff gegen die in Deutschland am häufigsten vorkommende Meningokokken-Serogruppe B, die für rund drei Viertel aller Fälle verantwortlich ist, steht bislang nicht zur Verfügung. Eine generelle Impfempfehlung gibt es in der Bundesrepublik daher nur für die Serogruppe C.

Obwohl harmlose Meningokokken beim Menschen so häufig vorkommen, treten Erkrankungen relativ selten auf - pro Jahr werden in Deutschland etwa 600 Fälle registriert. Zum Vergleich: Tuberkulosefälle werden zehn Mal häufiger gemeldet.

Abstriche aus 8.000 Rachen

Für ihre Arbeit konnten die Würzburger Forscher auf umfangreiche Daten zurückgreifen. Zum Einen ist das Erbgut von drei hoch gefährlichen Meningokokken-Stämmen seit Jahren entschlüsselt. Daraus allerdings ergaben sich keine Hinweise auf die Faktoren, die die Bakterien aggressiv machen. Die Mikrobiologen gingen darum vor Jahren auch einen anderen Weg: In einer großen Studie nahmen sie Abstriche aus dem Rachen von rund 8.000 Kindern, Jugendlichen und Soldaten in Bayern. In diesem Material fanden sie 800 Meningokokken-Stämme, die sie allesamt genetisch charakterisierten. Die Ergebnisse der Studie publizierten die Forscher im Jahr 2005 im Journal of Infectious Diseases.

Von den 800 bayerischen Stämmen wählten sie für ihre aktuelle Untersuchung drei unterschiedliche und völlig harmlose aus. Gemeinsam mit dem Bioinformatik-Lehrstuhl von Professor Thomas Dandekar entwickelten sie neue Strategien, um das Erbgut der Bakterien zu durchforsten und es mit demjenigen der krank machenden Stämme zu vergleichen. Mit diesen Analysen kamen sie schließlich zu dem Ergebnis, das in der US-amerikanischen Wissenschaftszeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) nachzulesen ist.

Die beteiligten Würzburger Wissenschaftler sind in Sachen Meningokokken als renommierte Experten anerkannt: Das Bundesgesundheitsministerium hat bereits 2002 das Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Universität Würzburg zum Nationalen Referenzzentrum für Meningokokken erhoben. Hierdurch wurden die Wissenschaftler um Institutsleiter Professor Matthias Frosch mit der Erregertypisierung und bakteriologischen Überwachung der Meningokokken-Infektionen in Deutschland betraut. Diese Aufgaben erfüllen sie im Auftrag des Robert-Koch-Instituts (Berlin).

"Whole-genome comparison of disease and carriage strains provides insights into virulence evolution in Neisseria meningitides", Christoph Schoen, Heike Claus; Ulrich Vogel; Anja Schramm-Glück; Biju Joseph; Oliver Kurzai; Corinna Schmitt; Tobias Müller; Torben Friedrich, Matthias Frosch (alle Universität Würzburg), Jochen Blom; Alexander Goesmann; Sebastian Konietzny; Burkhard Linke (Universität Bielefeld), Petra Brandt (MWG Biotech AG, Ebersberg), PNAS, online publiziert am 25. Februar 2008, doi_10.1073_pnas.0800151105

Hinweis für Redaktionen und Journalisten: Die Originalpublikation können Sie von der Pressestelle der Uni Würzburg als pdf-Datei bekommen: presse@zv.uni-wuerzburg.de

Projektleiter Christoph Schön ist derzeit leider nicht in Würzburg zu erreichen. Für weitere Informationen wenden Sie sich darum bitte an Prof. Dr. Ulrich Vogel, T (0931) 201-46802, uvogel@hygiene.uni-wuerzburg.de, oder an Prof. Dr. Matthias Frosch, T (0931) 201-46161, mfrosch@hygiene.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de/

Weitere Berichte zu: Bakterie Krankheitserreger Meningokokken PNAS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt
12.12.2019 | Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

nachricht Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren
12.12.2019 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

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

Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung

12.12.2019 | Medizin Gesundheit

Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

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