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

Inadequate sequencing of SARS-CoV-2 variants impedes global response to COVID-19
New meta-analysis finds cannabis may be linked to development of…
New guidance on how to diagnosis and manage osteoporosis in…
Starting the day off with chocolate could have unexpected benefits
Better mental health supports for nurses needed, study finds

SCHMERZ PAINCARE

Versorgung verbessern: Deutsche Gesellschaft für Schmerzmedizin fordert die Einführung des…
Pflegeexpertise im Fokus: Schmerzmanagement nach Operationen
Versorgung verbessern: Bundesweite Initiative der Deutschen Gesellschaft für Schmerzmedizin zu…
Jedes vierte Kind wünscht bessere Schmerzbehandlung
Lebensqualität von Patienten in der dauerhaften Schmerztherapie mit Opioiden verbessern

DIABETES

Bundestag berät über DMP Adipositas: DDG begrüßt dies als Teil…
Mit der Smartwatch Insulinbildung steuern
Verbände fordern bessere Ausbildung und Honorierung von Pflegekräften für Menschen…
Minimalinvasive Geräte warnen ungenügend vor Unterzuckerung
Typ-1-Diabetes und Hashimoto-Thyreoiditis treten häufig gemeinsam auf

ERNÄHRUNG

Wie eine Diät die Darmflora beeinflusst: Krankenhauskeim spielt wichtige Rolle…
DGEM plädiert für Screening und frühzeitige Aufbautherapie: Stationäre COVID-19-Patienten oft…
Führt eine vegane Ernährungsweise zu einer geringeren Knochengesundheit?
Regelmässiger Koffeinkonsum verändert Hirnstrukturen
Corona-Erkrankung: Fehl- und Mangelernährung sind unterschätze Risikofaktoren

ONKOLOGIE

Anti-Myelom-Therapie mit zusätzlich Daratumumab noch effektiver
Positive Ergebnisse beim fortgeschrittenen Prostatakarzinom: Phase-III-Studie zur Radioligandentherapie mit 177Lu-PSMA-617
Lymphom-News vom EHA2021 Virtual. Alle Berichte sind nun online verfügbar!
Deutsch-dänisches Interreg-Projekt: Grenzübergreifende Fortbildungskurse in der onkologischen Pflege
Sotorasib: Neues Medikament macht Lungenkrebs-Patienten Hoffnung

MULTIPLE SKLEROSE

NMOSD-Erkrankungen: Zulassung von Satralizumab zur Behandlung von Jugendlichen und Erwachsenen
Verzögerte Verfügbarkeit von Ofatumumab (Kesimpta®)
Neuer Biomarker bei Multipler Sklerose ermöglicht frühe Risikoeinschätzung und gezielte…
Multiple Sklerose beginnt oft lange vor der Diagnose
Goldstandard für Versorgung bei Multipler Sklerose

PARKINSON

Meilenstein in der Parkinson-Frühdiagnose
Parkinson-Erkrankte besonders stark von Covid-19 betroffen
Gangstörungen durch Kleinhirnschädigung beim atypischen Parkinson-Syndrom
Parkinson-Agenda 2030: Die kommenden 10 Jahre sind für die therapeutische…
Gemeinsam gegen Parkinson: bessere Therapie durch multidisziplinäre Versorgung