Einige Bakterien, die Krankheiten wie etwa Augen-, Magen- oder Darminfektionen auslösen, können durch Gifte ihre Wirtszellen so manipulieren, dass letztlich die Signalverarbeitung der Zelle gestört ist. Bisher war jedoch kaum bekannt, mit welchen Proteinen der infizierten Zellen des Menschen die Bakterientoxine wechselwirken. Forscher haben jetzt jedoch 39 Angriffspunkte dieser Toxine identifiziert.
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Wie die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried und des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch in der Fachzeitschrift „Cell Host & Microbe“ berichten, setzten sie dabei eine neuartige Technik ein, die es erlaubt, Proteine in großer Zahl gleichzeitig zu untersuchen.
Mikroben nutzen Zellmaschinerie des Menschen
Wie mit einer molekularen Spritze schleusen die Bakterien ihre Giftstoffe in die Zellen des Menschen. Dort werden sie von Proteinen der Wirtszelle so aktiviert, dass sie wichtige Signale der Zelle verändern können. In gesunden Zellen dienen diese Signale beispielsweise dazu, den Stoffwechsel oder die Zellteilung zu kontrollieren. Indem die Bakterien die Signale verändern, nutzen sie die Zellmaschinerie des Menschen, um sich besser ausbreiten und überleben zu können.
Zelluläre Angriffspunkte identifiziert
Mit Hilfe einer von Professor Matthias Mann am MPI entwickelten Methode ist es nun erstmals gelungen, die zellulären Angriffspunkte der Bakterientoxine systematisch zu untersuchen. „Erstaunlicherweise sind die Toxine dabei nicht optimal an die Strukturen der menschlichen Proteine angepasst“, erläutert Dr. Matthias Selbach vom MDC.
Sie binden nur relativ schwach an einzelne menschliche Proteine, können dafür aber mehrere unterschiedliche Proteine gleichzeitig beeinflussen. „Ein einzelnes Bakterientoxin ist dann wie eine Art Dietrich in der Lage, verschiedene Proteine als Einfallstor zu nutzen“, sagt Selbach. „Vielleicht ermöglicht es diese Strategie den Bakterien, verschiedenste Zellen zu befallen und so die Überlebenschancen im Wirt zu erhöhen.“
Bald bessere Therapien bei Bakterieninfektionen?
Selbach und seine Forscherkollegen hoffen, dass mit den Daten aus der Grundlagenforschung in Zukunft die Therapie von Bakterieninfektionen verbessert werden kann. Statt eines unspezifisch wirkenden Antibiotikums könnten Medikamente gezielt an den Signalmechanismen angreifen, die die Bakterientoxine verändert haben.
(idw – Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 23.04.2009 – DLO)
