Wissenschaftler haben ein verblüffend einfaches Verfahren entwickelt, mit dem sie einzelne Gene von Bakterien während einer Infektion gezielt anschalten können – mithilfe des Medikaments Aspirin. Damit lässt sich die Funktion des Erbmaterials im Krankheitsprozess in Zukunft genau untersuchen, wie die Forscher in der Fachzeitschrift „Nature Methods“ berichten.
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Krankmachende Bakterien setzen vielfältige Tricks ein, um in unseren Körper zu gelangen. Dazu gehören auch spezielle Proteine – so genannte Virulenzfaktoren – mit denen die Krankheitserreger unsere Körperzellen regelrecht aufschließen, in sie eindringen und sich dann vermehren. Gesteuert wird die Produktion der Virulenzfaktoren von den Genen der Bakterien. „Da sich immer eine große Zahl dieser Proteine an der Infektion beteiligt, ist es sehr schwer, die Rolle und Bedeutung einzelner Virulenzfaktoren zu bestimmen“, erklärt Professor Carlos A. Guzman vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig das Dilemma der Infektionsforscher: „Das wird erst möglich, wenn wir die Gene ganz gezielt anschalten können.“
Zwar habe es entsprechende künstliche genetische Schalter bereits gegeben, so Guzman: „Sie hatten aber Nebenwirkungen oder waren nicht effizient genug und ließen eine ungestörte Beobachtung im ganzen Organismus nicht zu.“ Der Durchbruch ist Guzmans Team mit einer Substanz namens Acetyl-Salicylsäure (ASS) gelungen, dem Wirkstoff von Aspirin.
Genschalter auf Aspirin „programmiert“
Das Verfahren, mit Aspirin Gene anzuschalten, erklärt Dr. Pablo Becker, der darüber bei Guzman promoviert hat: „Wir haben einen speziellen Genschalter – einen so genannten Promotor – konstruiert, der empfindlich auf ASS reagiert. Befindet sich ASS in seiner Umgebung, wird das Gen abgelesen und in ein Protein übersetzt. Fehlt ASS, schaltet der Promotor das Gen ab. Dies erlaubt uns, eine gezielte Aktivierung zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Infektionsprozesses.
Den Funktionstest für den ASS-empfindlichen Genschalter führten die Braunschweiger Forscher jedoch nicht bei einer Infektion sondern bei Krebs durch. „Wir haben Bakterien der Gattung Salmonella zunächst den neuen Genschalter eingepflanzt“, so Guzmann. Dort steuert er die Funktion eines Gens, das für die Aktivierung eines Krebsmedikaments verantwortlich ist. Salmonellen können im Körper krebskranker Organismen, beispielsweise bei Mäusen, in Tumore einwandern. Dort sammeln sie sich regelrecht an.
Einsatz in der Krebstherapie möglich
„Verabreicht man den Mäusen nun Aspirin sowie eine Vorläufersubstanz des Krebsmedikaments“, erklärt der Forscher, „dann produzieren die Salmonellen tatsächlich den Aktivator für die Bildung des Zytostatikums und die Tumore schrumpfen. Der Vorteil hierbei ist, dass dieser Prozess gezielt in den Tumoren abläuft und somit weniger Nebenwirkungen auftreten.“
Obwohl Guzman und Becker mit der erfolgreichen Bekämpfung des Krebses bewiesen haben, dass man mit Aspirin Gene anschalten kann, wollen sie ihre Aufmerksamkeit nun auch den Infektionen zuwenden: „Wir wollen damit verstehen, wie sich Infektionserreger und Wirte gegenseitig beeinflussen“, so Becker. „Und mit diesem Wissen dann Strategien für neue Medikamente und Impfstoffe entwickeln.“
(Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, 09.10.2007 – NPO)
