Wenn Darmbakterien surfen gehen

Molekularer Signalweg bei Durchfallerkrankung

 

EHEC auf DarmzelleBraunschweig (19. März 2009) – Das Bakterium Escherichia coli gehört zur gesunden menschlichen Darmflora. Aber E. coli hat auch krankheitserregende Verwandte, die Durchfallerkrankungen hervorrufen: enterohämorraghische E.coli-Bakterien (EHECs).

Während einer Infektion besiedeln sie die Darmschleimhaut und verursachen dabei im Gegensatz zu gutartigen Bakterien Verletzungen. Die EHECs haften sich fest an die Oberfläche der Schleimhautzellen an und verändern deren Inneres: Ein Teil des zellulären Stützskeletts – das Aktin-Skelett – wird derart umgebaut, dass die Zelloberfläche unter den Bakterien sockelförmige Auswüchse bildet, sogenannte Pedestals. Die Bakterien sind auf diesen Sockeln fest verankert; die Pedestals dagegen sind beweglich. So können die Bakterien auf ihnen sitzend über die Zelloberfläche surfen und sich darauf vermehren, ohne aus dem Darm gespült zu werden. Wie aber bringen die Bakterien die Wirtszelle zum Umbau des Aktin-Zellskeletts? Forscher am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) haben jetzt den Signalweg aufgeklärt, der zur Bildung dieser Sockel führt.

 

"Grundvoraussetzung für diesen Signalweg ist ein spezielles Sekretionssystem – eine Art molekulare Spritze, durch die die Bakterien ganze Proteine in die Wirtszelle einschleusen", erklärt Theresia Stradal, Leiterin der Arbeitsgruppe "Signaltransduktion und Motilität" am HZI. Für die Pedestalbildung werden zwei Faktoren, Tir und EspFU aus dem Bakterium in die Wirtszelle eingebracht. Anschließend präsentiert die Wirtszelle Tir auf ihrer Oberfläche; das Bakterium erkennt "sein" Molekül Tir, und haftet sich an die Wirtszelle an. EspFU löst dann das Signal zum lokalen Aktinumbau aus.

"Unklar war bisher, wie die beiden bakteriellen Faktoren Tir und EspFU in der Wirtszelle miteinander in Kontakt treten", so Theresia Stradal. Ihre Arbeitsgruppe hat nun das fehlende Bindeglied gefunden: "Das Molekül kommt aus der Wirtszelle, heißt IRSp53 und sammelt sich an der Zelloberfläche, direkt unterhalb der aufsitzenden Bakterien", erläutert der am Projekt beteiligte Zellbiologe Markus Ladwein. IRSp53 stellt also die Verbindung zwischen Tir und EspFU her. Es sorgt dafür, dass der Aktinumbau lokal konzentriert wird. Gemeinsam mit der Biochemikerin Stefanie Weiß, einer ehemaligen Doktorandin der Arbeitsgruppe; hat Markus Ladwein auch den Gegenbeweis erbracht: "Zellen, denen IRSp53 fehlt, können keine Sockel für die Bakterien mehr bilden".

Der von den Braunschweiger Wissenschaftlern aufgeklärte Signalweg – den sie heute in der Zeitschrift Cell Host & Microbe veröffentlichen – ist ein gutes Beispiel dafür, wie krankheitserregende Bakterien sich kontinuierlich mit ihrem Wirt weiter entwickeln. Deshalb gelingt es ihnen, mithilfe bakterieller Faktoren Signale vorzutäuschen und komplexe Prozesse im Wirt in Gang zu setzen, die sie für ihre Zwecke missbrauchen.

 

Literatur

Titel der Originalpublikation: IRSp53 Links the Enterohemorrhagic E. coli Effectors Tir and EspFU for Actin Pedestal Formation. Stefanie M. Weiss, Markus Ladwein, Dorothea Schmidt, Julia Ehinger, Silvia Lommel, Kai Städing, Ulrike Beutling, Andrea Disanza, Ronald Frank, Lothar Jänsch, Giorgio Scita, Florian Gunzer, Klemens Rottner, and Theresia E.B. Stradal.Cell Host Microbe. 2009 Mar 19;5(3):244-58.

 

 

Abb. oben: EHEC auf Darmzelle.

 


 

Quelle: Pressemitteilung des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung vom 19.03.2009 (tB).

MEDICAL NEWS

Fitness watches generate useful information, but increase patient anxiety
A new device provides added protection against COVID-19 during endoscopic…
81 million Americans lacking space or bathrooms to follow COVID…
Front-line physicians stressed and anxious at work and home
EULAR: High-Dose Glucocorticoids and IL-6 Receptor inhibition can reduce COVID-19…

SCHMERZ PAINCARE

Morbus Fabry mittels Datenanalysen aus dem PraxisRegister Schmerz aufspüren
Neandertaler besaßen niedrigere Schmerzschwelle
Deutscher Schmerz- und Palliativtag 2020 – ONLINE
Deutsche Gesellschaft für Schmerzmedizin fordert Anerkennung von Nicht-Psychologen in der…
DBfK: Besondere Rolle für Pflegeexpert/innen Schmerz – nicht nur in…

DIABETES

“Körperstolz”: Michael Krauser managt seinen Diabetes digital
Der richtige Sensor – von Anfang an
Diabetes mellitus: Ein Risikofaktor für frühe Darmkrebserkrankungen
Fastenmonat Ramadan: Alte und neue Herausforderung für chronisch Erkrankte während…
Sanofi setzt sich für die Bedürfnisse von Menschen mit Diabetes…

ERNÄHRUNG

Corona-Erkrankung: Fehl- und Mangelernährung sind unterschätze Risikofaktoren
Gesundheitliche Auswirkungen des Salzkonsums bleiben unklar: Weder der Nutzen noch…
Fast Food, Bio-Lebensmittel, Energydrinks: neue Daten zum Ernährungsverhalten in Deutschland
Neue Daten zur Ernährungssituation in deutschen Krankenhäusern und Pflegeheimen: Mangelernährung…
Baxter: Parenterale Ernährung von Patienten mit hohem Aminosäurenbedarf

ONKOLOGIE

Darolutamid bei Prostatakarzinom: Hinweis auf beträchtlichen Zusatznutzen
Multiples Myelom: Wissenschaftler überprüfen den Stellenwert der Blutstammzelltransplantation
Neues zur onkologischen Supportiv- und Misteltherapie und aktuelle Kongress-Highlights zum…
Finanzierung der ambulanten Krebsberatung weiterhin nicht gesichert
Lungenkrebsscreening mittels Low-Dose-CT

MULTIPLE SKLEROSE

Geschützt: Multiple Sklerose: Novartis’ Siponimod verzögert Krankheitsprogression und Hirnatrophie bei…
Neurofilamente als Diagnose- und Prognosemarker für Multiple Sklerose
Bedeutung der Langzeittherapie bei Multipler Sklerose – mehr Sicherheit und…
Bristol Myers Squibb erhält Zulassung der Europäischen Kommission für Ozanimod…
Einige MS-Medikamente könnten vor SARS-CoV-2/COVID-19 schützen

PARKINSON

Neue Studie zur tiefen Hirnstimulation bei Parkinson-Erkrankung als Meilenstein der…
Putzfimmel im Gehirn
Parkinson-Patienten in der Coronakrise: Versorgungssituation und ein neuer Ratgeber
Neuer Test: Frühzeitige Differenzialdiagose der Parkinson-Erkrankung
Gegen das Zittern: Parkinson- und essentiellen Tremor mit Ultraschall behandeln…