Mutation macht Keime mobil

Berlin -

Bakterien der Art Staphylococcus aureus sind gefürchtete Krankheitserreger. Bisweilen finden sich allerdings im Blut von Patienten abgeschwächte Varianten. Das macht die Bakterien zwar zunächst weniger gefährlich, aber dafür mobiler. Die Folge: eine Verbreitung der Keime im Körper, wo durch Folgemutationen wieder hochpathogene Bakterien entstehen können. Forscher der Universität Würzburg haben jetzt eine dafür verantwortliche Mutation identifiziert.

Das Bakterium Staphylococcus aureus besiedelt beim Menschen bevorzugt die Haut und die Nasenschleimhaut und macht sich dort normalerweise nicht bemerkbar. Gelingt es ihm aber, ins Körperinnere einzudringen, drohen den Betroffenen lebensgefährliche Konsequenzen in Form von Abszessen, Blutvergiftung, Lungenentzündung oder Entzündung der Herzinnenwand.

Wie es der Erreger schafft, sein gefährliches Werk zu verrichten, ist trotz intensiver Forschung noch immer weitgehend unverstanden. Jetzt ist es Wissenschaftlern der Universitäten Oxford und Würzburg gelungen, ein Phänomen zu erklären, dass die Wissenschaft ebenfalls vor Rätsel gestellt hat. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „PNAS“ stellen sie ihre Ergebnisse vor.

„Neueste Studien haben gezeigt, dass sich in manchen Fällen Staphylococcus-Bakterienstämme im Blut von Patienten deutlich von denen unterscheiden, die sich in deren Nase nachweisen lassen“, erklärt Professor Dr. Thomas Rudel, Inhaber des Lehrstuhls für Mikrobiologie an der Universität Würzburg und gemeinsam mit seinem Mitarbeiter Dr. Martin Fraunholz einer der Hauptautoren der Studie. „Das ist ein überraschender Befund, weil beide Bakterientypen genetisch eng miteinander verwandt sind“, so Rudel.

Die wichtigsten Unterschiede: Die Fähigkeit dieser Bakterien im Blut, menschliche Immunzellen zu zerstören, ist deutlich schwächer – verglichen mit ihren Verwandten aus der Nasenschleimhaut. Gleichzeitig geht diese Veränderung mit dem Befund einher, dass solche Bakterien vermehrt in den Blutkreislauf einschwemmen, deutlich länger überleben und damit eine Bakteriämie verursachen.

Bei der Suche nach den Verantwortlichen für diesen Verlust an gefährlichen Eigenschaften wurden die Forscher bei einem bestimmten Gen fündig – sein wissenschaftlicher Name: rsp. Dieses Gen kodiert einen bestimmten Transkriptionsfaktor.

„Ist das Gen mutiert, verändern sich die Eigenschaften der Bakterienpopulation der Nase: Ihre Toxizität nimmt drastisch ab. Das hat zur Folge, dass Bakterien, in denen rsp mutiert ist, zwar effizient von Fresszellen des menschlichen Immunsystems aufgenommen werden, diese jedoch erst mit einer gewissen Verzögerung zerstören“, so Rudel. Da die Immunzellen mobil sind, können sie als „Trojanische Pferde“ die Bakterien im Menschen verbreiten, oft mit fatalen Folgen.

Bei Staphylococcus-Stämmen der Haut fanden die Wissenschaftler bislang keine vergleichbaren Veränderungen. Das lässt ihrer Meinung nach den Schluss zu, dass die neuen Eigenschaften für die Bakterien nur bei einer Infektion der Blutbahn von Vorteil sind, nicht aber bei einem Befall der Haut oder anderer weicher Gewebe.

„Unsere Befunde sprechen dafür, dass spontane Mutationen dafür verantwortlich sind, wenn das Regulationssystem, basierend auf dem rsp-Transkriptionsfaktor, seine Funktion verliert”, fasst Rudel die wichtigsten Ergebnisse dieser Studie zusammen. In der Folge davon sinkt die Sterblichkeit zu Beginn einer Infektion, und die veränderten Bakterien können tief in Gewebe eindringen und dort schwere Krankheiten verursachen.

Für die Wissenschaftler ist diese Entdeckung aus einem Grund besonders spannend: Sie zeigt, dass nur geringe Änderungen in der Erbsubstanz der Bakterien das Krankheitsbild und der Krankheitsverlauf drastisch verändern. Die Mutationen können sogar während der Besiedlung des Menschen entstehen.