Forscher entwickeln Schnell-Screeningverfahren für virulente Tuberkulose-Gene
Wissenschaftler aus Europa und Asien entdeckten 10 Virulenzgene im Tuberkuloseerreger (TBC). Damit steht der modernen Medizin der Weg offen für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden und Tests neuartiger Impfstoffe gegen eine der weltweit häufigsten und tödlichsten Infektionskrankheiten. Die Ergebnisse der zum Teil EU-finanzierten Forschungsarbeit wurden im Online-Journal PLoS (Public Library of Science) Pathogens vorgestellt. Trotz der komplexen Aufgabenstellung waren die Forscher bereits nach zwei Wochen fündig geworden, denn sie hatten eine neue Screeningmethode entwickelt und angewendet, die sich auch für andere intrazelluläre Pathogene eignet, wie sie berichten. Obwohl von medizinischer Seite aus alles getan wird, um die Erkrankung auszurotten, sterben jährlich und weltweit noch immer fast 2 Millionen Menschen an Tuberkulose. TBC wird durch ein Mykobakterium übertragen - den TBC-Erreger Mycobacterium tuberculosis. Die Pathogenität (Virulenz) des Erregers hängt mit der Art und Weise zusammen, wie er sich in der Wirtszelle vermehrt. Bekannt ist bislang, dass sich das Pathogen vor dem körpereigenen Abwehrmechanismus des Wirtes schützen kann. Es infiziert auf parasitische Weise die Makrophagen, die als wichtigste Immunzellen des Körpers für die Abwehr eindringender Mikroben zuständig sind. M. tuberculosis tritt über die Lunge ein, wird von den Makrophagen dort aufgenommen (phagozitiert) und platziert sich in ein so genanntes Phagosom, ein intrazelluläres Kompartiment. Phagosomen zersetzen normalerweise Zellbestandteile, die von den Makrophagen gefressen werden, durch Azidifizierung (Versauerung). Der TBC-Erreger jedoch verhindert diesen Prozess und kann sich weiter ungehemmt vermehren. Dank der neuen, von den Forschern entwickelten automatisierten Screeningmethode ist es nun möglich, zelluläre Phänotypen sowohl visuell als auch automatisch zu identifizieren. Im Ergebnis haben die Forscher nun mehr Zeit, Mikroben zu identifizieren, die für den Parasitismus in der Zelle verantwortlich sind. Das Team um Dr. Olivier Neyrolles vom Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (CNRS, Centre national de la recherche scientifique/Université de Toulouse) wendete zusammen mit Dr. Priscille Brodin vom französischen Institut INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) und vom Institut Pasteur diese Methode auf einen virulenten Stamm von M. tuberculosis an. Im Schnell-Screeningverfahren untersuchten sie mehr als 11.000 Mutanten des TBC-Erregers. Entsprechend konfiguriert erkennt der Automat, ob Zellen zur "Azidifizierung" fähig sind oder nicht. Damit isolierten die Forscher all jene Mutanten, die die Azidifizierung des Phagosoms nicht hemmen konnten. Mittels Genanalyse wurden die entsprechenden Mutationen identifiziert und auf dieser Basis später 10 Virulenzgene charakterisiert, die für den Parasitismus in den Makrophagen verantwortlich sind. Wie die Forscher beschreiben, kodieren die meisten Gene für die Synthese bakterieller Produkte: Proteine und Lipide. Aus diesen isolierten Mutanten könnten, so die Meinung der Forscher, demnächst neue Impfstoffe gegen TBC entwickelt werden. An der Studie beteiligt waren Forscher aus Frankreich, Südkorea, Spanien und dem Vereinigten Königreich. Die Forschungsergebnisse wurden im Rahmen der drei EU-finanzierten Projekte TB-MACS, TB-VIR und NEWTBVAC erzielt. TB-MACS (Identification and characterisation of mycobacterium tuberculosis virulence genes involved in macrophage parasitism) wurde mit mehr als 734.000 EUR unter der Thematik ""Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) finanziert. Ziel war die Verbesserung der medizinischen Möglichkeiten durch Beschreibung bakterieller Produkte und Prozesse, die Infektionen auslösen. TB-VIR (Mycobacterium tuberculosis W-Beijing genetic diversity and differential virulence and host immune responses) und NEWTBVAC (Discovery and preclinical development of new generation tuberculosis vaccines) wurden mit fast 3,9 Millionen EUR bzw. 12 Millionen EUR unter der Thematik "Gesundheit" des Siebten Rahmenprogramms (RP7) finanziert.
Länder
Spanien, Frankreich, Südkorea, Vereinigtes Königreich