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 Längeres Leben für Bioelektroden
26.04.2019 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Informationen in die Zelle bringen
26.04.2019 | Paul Scherrer Institut (PSI)

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: Mit Diamanten den Eigenschaften zweidimensionaler Magnete auf der Spur

Physikern der Universität Basel ist es erstmals gelungen, die magnetischen Eigenschaften von atomar dünnen Van-der-Waals-Materialien auf der Nanometerskala zu messen. Mittels Diamant-Quantensensoren konnten sie die Stärke von Magnetfeldern an einzelnen Atomlagen aus Chromtriiodid ermitteln. Zudem haben sie eine Erklärung für die ungewöhnlichen magnetischen Eigenschaften des Materials gefunden. Die Zeitschrift «Science» hat die Ergebnisse veröffentlicht.

Der Einsatz von zweidimensionalen Van-der-Waals-Materialien verspricht Innovationen in zahlreichen Bereichen. Wissenschaftler weltweit untersuchen immer neue...

Im Focus: Unprecedented insight into two-dimensional magnets using diamond quantum sensors

For the first time, physicists at the University of Basel have succeeded in measuring the magnetic properties of atomically thin van der Waals materials on the nanoscale. They used diamond quantum sensors to determine the strength of the magnetization of individual atomic layers of the material chromium triiodide. In addition, they found a long-sought explanation for the unusual magnetic properties of the material. The journal Science has published the findings.

The use of atomically thin, two-dimensional van der Waals materials promises innovations in numerous fields in science and technology. Scientists around the...

Im Focus: Volle Fahrt voraus für SmartEEs auf der Automotive Interiors Expo 2019

Flexible, organische und gedruckte Elektronik erobert den Alltag. Die Wachstumsprognosen verheißen wachsende Märkte und Chancen für die Industrie. In Europa beschäftigen sich Top-Einrichtungen und Unternehmen mit der Forschung und Weiterentwicklung dieser Technologien für die Märkte und Anwendungen von Morgen. Der Zugang seitens der KMUs ist dennoch schwer. Das europäische Projekt SmartEEs - Smart Emerging Electronics Servicing arbeitet an der Etablierung eines europäischen Innovationsnetzwerks, das sowohl den Zugang zu Kompetenzen als auch die Unterstützung der Unternehmen bei der Übernahme von Innovationen und das Voranschreiten bis zur Kommerzialisierung unterstützt.

Sie umgibt uns und begleitet uns fast unbewusst durch den Alltag – gedruckte Elektronik. Sie beginnt bei smarten Labels oder RFID-Tags in der Kleidung,...

Im Focus: Full speed ahead for SmartEEs at Automotive Interiors Expo 2019

Flexible, organic and printed electronics conquer everyday life. The forecasts for growth promise increasing markets and opportunities for the industry. In Europe, top institutions and companies are engaged in research and further development of these technologies for tomorrow's markets and applications. However, access by SMEs is difficult. The European project SmartEEs - Smart Emerging Electronics Servicing works on the establishment of a European innovation network, which supports both the access to competences as well as the support of the enterprises with the assumption of innovations and the progress up to the commercialization.

It surrounds us and almost unconsciously accompanies us through everyday life - printed electronics. It starts with smart labels or RFID tags in clothing, we...

Im Focus: Neuer LED-Leuchtstoff spart Energie

Das menschliche Auge ist für Grün besonders empfindlich, für Blau und Rot hingegen weniger. Chemiker um Hubert Huppertz von der Universität Innsbruck haben nun einen neuen roten Leuchtstoff entwickelt, dessen Licht vom Auge gut wahrgenommen wird. Damit lässt sich die Lichtausbeute von weißen LEDs um rund ein Sechstel steigern, was die Energieeffizienz von Beleuchtungssystemen deutlich verbessern kann.

Leuchtdioden oder LEDs können nur Licht einer bestimmten Farbe erzeugen. Mit unterschiedlichen Verfahren zur Farbmischung lässt sich aber auch weißes Licht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neue immunologische Konzepte gegen Krebs

26.04.2019 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2019 in Berlin: Am 30. Mai 5 km laufen und Gutes tun

26.04.2019 | Veranstaltungen

Wie sieht das Essen der Zukunft aus?

25.04.2019 | Veranstaltungen

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

Terahertz-Spektroskopie vertieft Einblick in Halbleiter

26.04.2019 | Physik Astronomie

Neue immunologische Konzepte gegen Krebs

26.04.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit Diamanten den Eigenschaften zweidimensionaler Magnete auf der Spur

26.04.2019 | Physik Astronomie

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