Infektionen: Woher weiß unser Körper, wann er sich revanchieren muss?
Eine neue Studie beleuchtet, wie Zellen mit infiziert sind Pseudomonas aeruginosa kann den Erreger spüren und entscheiden, ob er sich wehren will oder nicht. Die Forschung liefert auch wichtige Informationen für die Entwicklung von Alternativen zu Antibiotika.
Pseudomonas aeruginosa ist ein gramnegatives Bakterium, das Boden und Wasser bewohnt. Es ist ein opportunistischer Erreger, was bedeutet, dass es vor allem bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem Krankheiten verursacht.
Zu den gefährdeten Personen zählen Menschen mit Mukoviszidose und Personen, die sich im Gesundheitswesen aufhalten.
Der Erreger kann auch Lungenentzündung, Harnwegsinfektionen sowie chirurgische Wundinfektionen verursachen.
Was dieses Bakterium besonders herausfordernd macht, ist seine Resistenz gegen eine Reihe von Antibiotika.
Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) haben kürzlich multiresistente Stämme von identifiziert P. aeruginosa als ernsthafte Bedrohung. Im Jahr 2017 verzeichnete die CDC 32.600 Infektionen bei Krankenhauspatienten und 2.700 geschätzte Todesfälle.
Wie verteidigen sich unsere Zellen? P. aeruginosa Infektion? Und was können Wissenschaftler tun, um gegen multiresistente Stämme vorzugehen?
Quorum Sensing
Bakterien können eine ausgeklügelte Methode namens Quorum Sensing verwenden, um miteinander zu kommunizieren und ihr kollektives Verhalten zu regulieren.
Das System liefert ihnen Informationen über die Dichte der Bakterienkolonie und welche anderen Bakterienarten in ihrer Umgebung vorhanden sind.
Quorum Sensing basiert auf Signalmolekülen, die als Autoinduktoren bezeichnet werden. Bakterien geben diese an ihre Umgebung ab, um sich gegenseitig Nachrichten zu senden.
Eine Vielzahl von bakteriellen Prozessen hängt vom Quorum Sensing ab. Dazu gehören die Bildung von Biofilmen und die Sekretion von Virulenzfaktoren, die beide eine erhebliche Gefahr für unsere Gesundheit darstellen können.
In das Tagebuch schreiben Wissenschaft, Pedro Moura-Alves und Stefan Kaufmann vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin erklären, wie infizierte Zellen abfangen können P. aeruginosa Autoinduktoren, die es ihnen ermöglichen, die beste Verteidigungsmethode zu wählen.
Medizinische Nachrichten heute sprach mit Professor Kaufmann über die Forschung.
Er erklärte, dass “P. aeruginosa ist ein wichtiger nosokomialer Erreger mit hoher Antibiotikaresistenz. Nosokomiale Krankheitserreger sind häufig resistent gegen antimikrobielle Mittel (Antibiotika). Nosokomiale Infektionen werden normalerweise in Krankenhäusern erworben. “
"Gleichzeitig, P. aeruginsoa ist eine allgegenwärtige Mikrobe in der Umwelt und kann in Waschbecken usw. gefunden werden. Es ist wahrscheinlich, dass Menschen mit ihnen in Kontakt kommen P. aeruginosa häufig jedoch bei niedrigen Dosen, wenn sie nicht schädlich sind “, fuhr er fort.
"Im Gegensatz dazu schalten sie ihr Genprogramm ein, wenn sie zu einer höheren Häufigkeit heranwachsen, wodurch sie den Wirt angreifen können, da sie jetzt Virulenzfaktoren produzieren."
'Ausspionieren P. aeruginosa
In einer früheren Studie veröffentlicht in Natur, Moura-Alves und Kaufman zeigten, dass ein Transkriptionsfaktor namens Arylkohlenwasserstoffrezeptor (AhR) Virulenzfaktoren erfassen kann, die von freigesetzt werden P. aeruginosa.
Für ihre aktuelle Forschung verwendete das Team eine Kombination aus menschlichen Zellen, Zebrafischen und Mäusen, um zu zeigen, dass AhR Autoinduktoren mit Quorum-Sensing nachweisen kann.
"Wir waren überrascht, dass der Aryl-Kohlenwasserstoff-Rezeptor in der Lage ist, die bakterielle Kommunikationssprache auszuspionieren und sie in Begriffe der Wirtsverteidigung zu übersetzen", so Moura-Alves, die jetzt am Ludwig-Institut für Krebsforschung an der Universität Oxford in Großbritannien arbeitet , erzählte MNT.
"Dadurch kann der Wirt die Infektion überwachen und entsprechend auf das Ausmaß der Bedrohung reagieren."
Das Team schreibt in die Zeitung:
„Wir schlagen vor, dass AhR durch Spionage der interbakteriellen Kommunikation in der Lage ist, den Status Quo der zu erkennen P. aeruginosa Gemeinschaft während der Infektion, so dass der Wirt den am besten geeigneten Abwehrmechanismus entsprechend der Schwere der Bedrohung mobilisieren kann. “
Die Unterbrechung der Quorum-Erkennung ist eine Möglichkeit, mit der Wissenschaftler versuchen, der Bedrohung durch multiresistente Medikamente zu begegnen P. aeruginosa Infektionen.
"Indem wir das Bakterienwachstum stören und die Reaktion des Wirts genauer modulieren, können unsere Ergebnisse uns und anderen helfen, bessere (präzisere) neuartige Interventionsmaßnahmen zu entwickeln", erklärte Professor Kaufmann MNT.
Während solche Alternativen in Zukunft noch weit entfernt sein könnten, sollten die neuen Erkenntnisse des Teams darüber, wie die Bakterien miteinander kommunizieren, bei dieser Strategie helfen.
