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Umwelt+Natur

Den Gegner platzen lassen

US-Forscher haben den Trick entdeckt, mit dem das häufig in Krankenhäusern vorkommende Bakterium Pseudomonas aeruginosa potenzielle Konkurrenten ausschaltet: Die Mikroben piksen ihre Widersacher und injizieren ihnen ein Gift, das sie zum Platzen bringt. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Gegner eine dünne oder eine dicke Zellwand hat. Von ihrer Entdeckung erhoffen sich die Mikrobiologen der Universität in Seattle neue Behandlungsmethoden gegen krankheitserregende Bakterien.

Der Lebensraum von Bakterien ist hart umkämpft. Um sich gegen Konkurrenten durchzusetzen, haben die Einzeller verschiedenste Abwehr- und Angriffsmechanismen entwickelt. Das gilt auch für Pseudomonas aeruginosa, einen weitverbreiteten Keim, der feuchte Lebensräume bevorzugt. Das können feuchte Böden sein, aber auch Atemwege oder andere Schleimhäute beim Menschen. Während ein gesunder Körper problemlos mit den Bakterien fertig wird, können sie beispielsweise bei Mukoviszidose-Patienten schwere Infektionen verursachen. Mittlerweile ist P. aeruginosa zudem resistent gegen die verschiedensten Antibiotika geworden und gilt daher als gefährlicher Krankenhauskeim.

Zumindest zum Teil könnte dieser Siegeszug der Bakterien auf ihre ungewöhnlichen Angriffswaffen zurückgehen, legen nun die Ergebnisse des US-Teams nahe. Denn Pseudomonas hat einen Weg gefunden, andere Bakterien in ihrem bevorzugten Lebensraum zu eliminieren: Mit einer nadelähnlichen Spitze injizieren die Erreger bestimmte Enzyme zwischen die beiden Membranen, die die Zellwand ihrer Widersacher umgeben, so dass sich selbige auflöst. Dadurch verliert die Zelle ihre Stabilität und platzt schließlich ähnlich einem mit zu viel Wasser gefüllten Luftballon.

Das Erstaunliche an der Entdeckung der Wissenschaftler aus Seattle: Dieser Mechanismus wirkt gegen Zellen mit sehr einfacher Struktur und dünner Zellwand ebenso wie gegen Zellen mit dicker, widerstandsfähiger Hülle. Laut den Forschern pikst Pseudomonas aeruginosa nur durch die äußere Membran, um dort die entsprechenden Enzyme zu hinterlassen. Insofern sei es nicht weiter verwunderlich, dass die Bakterien auch widerstandsfähigere Konkurrenten beseitigen können, so die Mikrobiologen.

Die Forscher hoffen nun auf eine neue Therapie gegen bakterielle Infektionen unterschiedlichster Art. Dazu könnten gutartige Bakterien mit dem Waffensystem von Pseudomonas aeruginosa ausgestattet werden, um dann Krankheitserreger gezielt auszuschalten. Eine ähnliche Behandlungsmethode stellt die Phagentherapie dar, an der seit vielen Jahren geforscht wird. Phagen sind Viren, die ausschließlich bestimmte Bakterientypen befallen. Sie findet im Moment in Einzelfällen dann Einsatz, wenn Antibiotika bei einer chronischen Infektion versagen. Allerdings können Phagen wegen ihrer Spezifität nicht so flexibel eingesetzt werden, wie es bei den umgebauten Bakterien möglich wäre.

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Alistair B. Russell (University of Washington, Seattle) et al.: Nature, Bd. 475, S. 343, doi: 10.1038/nature10244 wissenschaft.de ? Marion Martin
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