Sporen bildende Mykobakterien als Auslöser für Tuberkulose
Schwedische Wissenschaftler entdeckten, dass bestimmte Mykobakterien, die Tuberkulose, Lepra und Buruli auslösen, ihren Erfolg zum Teil der Fähigkeit verdanken, in ihrer latenten Phase Sporen auszubilden. Die im Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Forschungsergebnisse könnten neue Ansätze zur Prävention dieser schwerwiegenden Erkrankungen eröffnen. Viele Menschen tragen das Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in sich - Schätzungen zufolge ist ein Drittel der Weltbevölkerung davon betroffen. Hinzu kommen ungefähr 10 Millionen Neuerkrankungen und 2 bis 3 Millionen Todesfälle jährlich. Bei den meisten Infizierten treten jedoch aufgrund der sehr langen Latenzzeiten des Tuberkuloseerregers mitunter jahrelang keine Krankheitssymptome auf. "Es ist daher möglich, dass die Krankheit erst sehr viel später ausbricht, manchmal sogar erst Jahrzehnte nach der Erstinfektion", erklärte Studienleiter Leif Kirsebom von der schwedischen Universität Uppsala. Opportunistische Erreger (die sich eine Immunschwäche des Wirts zunutze machen und ihre Latenz bzw. Aktivität danach ausrichten) sind seit Langem Gegenstand intensiver Forschungen. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse könnte die Entwicklung wirksamer Methoden zur Prävention von Mykobakterieninfektionen beflügeln. Ein Weg, um ungestört zu "überwintern", ist für Bakterien die Ausbildung von Sporen. Sporen sind zäh und langlebig und können viele Jahre im Ruhezustand überdauern. Während die Wissenschaftler aus Uppsala eine bestimmte Art von Mykobakterien untersuchten, machten sie eine verblüffende Entdeckung, die ihren Forschungen eine neue Richtung verlieh. Sie untersuchten den Lebenszyklus des Mycobacterium marinum (Mm), das bei Fischen und Fröschen Tuberkuloseerkrankungen auslöst. "Über den gesamten Lebenszyklus dieser Mykobakterien verfolgten wir auf Kulturplatten mit durchflusszytometrischen und mikroskopischen Messungen Veränderungen von Zellgröße und DNA-Verteilung - angefangen beim Ausbringen in Nährlösung über die Zellteilungsphase bis hin zur stationären Phase", erklärten die Autoren der Studie. Die Durchflusszytometrie wird zur quantitativen Analyse in Lösung befindlicher mikroskopisch kleiner Partikel eingesetzt. In der stationären Phase beobachteten sie, wie sich neben den normal großen Zellen viele kleine Zellen bildeten. Unter dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) bestätigte sich die typische rundliche Form dieser vielen kleinen Partikel. Dass es sich hier tatsächlich um Sporen handelte, überprüften die Wissenschaftler mithilfe differenzial-diagnostischer Sporenfärbung (bei der Sporen auf bestimmte Art und Weise reagieren). Mit einem Wärmetoleranztest untersuchten sie das Verhalten der Sporen unter Stress, denn Sporen sind gegen physische und chemische Stressfaktoren normalerweise sehr unempfindlich. Über Sequenzierungsverfahren untersuchten sie, ob die Partikel die nötige genetische Ausstattung besaßen, um in das Sporenstadium einzutreten und anschließend zu keimen. So konnten die Forscher die herkömmliche Lehrmeinung zu Mykobakterien widerlegen und bestätigten, dass das Mycobacterium marinum tatsächlich Sporen ausbilden kann. "Wenn Sporenbildung unter unwirtlichen Bedingungen ein normaler Mechanismus ist", so heißt es in der Studie,"ist dies wahrscheinlich eine der Überlebensstrategien, mit denen Mykobakterien im Wirt überwintern. Diese Entdeckung beleuchtet die Vorgänge in Mykobakterien auf eine völlig neue Weise und könnte neue Medikamente und Therapien gegen Mykobakterienerkrankungen wie Tuberkulose hervorbringen, um die Erkrankung selbst und/oder deren Ausbreitung über Sporen zu verhindern." Die Forscher vermuten, dass das Mycobacterium marinum eng mit dem Erreger von Buruli verwandt ist, einer auf dem Vormarsch befindlichen bakteriellen Erkrankung, und dass sich auch hier Möglichkeiten zur Vorbeugung bieten könnten. "Damit schlagen wir ein gänzlich neues Kapitel in der Mykobakteriologie auf", kommentierte Dr. Kirsebom. "Nun verstehen wir vielleicht, wie Mykobakterien 'überwintern' und latente Infektionen verursachen." Außer als Erreger für Tuberkulose, Lepra und Buruli lösen Mykobakterien Paratuberkulose (John'sche Krankheit) beim Rind aus und könnten auch an der Entstehung von Morbus Crohn beim Menschen beteiligt sein. Die Entdeckung, dass Mykobakterien Sporen bilden, ist ein wertvoller Beitrag zur Erforschung der Mechanismen, wie Bakterien zwischen Ruhezustand und aktivem Zustand wechseln und wie sie sich verbreiten.
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