Harnwegsinfekt: Ein Protein mit festem Biss

11. März 2016
Teilen

Dank eines Proteins mit winzigen Haken gelingt es E. coli, sich an der Harnwegsoberfläche anzuheften, sein Ausschwemmen zu verhindern und so schmerzhafte Entzündungen auszulösen. Arzneistoffe, die das Anheften blockieren, wären eine Alternative zum hohen Antibiotikaeinsatz.

Viele Frauen wissen aus eigener Erfahrung, wie schmerzhaft eine Blasenentzündung ist: Brennen beim Wasserlassen und ständiger Harndrang sind die typischen Symptome. Bei Blasenentzündungen, die oft wiederholt auftreten, ist der Hauptverursacher das Darmbakterium Escherichia coli. Es gelangt von außen in den Harntrakt, heftet sich an und ruft Entzündungen hervor. Die Forscher um Prof. Timm Maier vom Biozentrum Basel haben nun herausgefunden, wie es den Bakterien gelingt, sich mit dem Protein FimH beim Urinausscheiden festzuhalten und dennoch die Harnröhre hinauf zu wandern.

Darmbakterium heftet sich an Zelloberflächen

Die Krankheitserreger besitzen lange fadenförmige Zellfortsätze, an deren Ende das Protein FimH einen winzigen Haken bildet. Dieses Protein, das sich an Zuckerstrukturen auf den Zelloberflächen des Harntraktes heftet, besitzt eine besondere Eigenschaft: Es bindet umso fester an die Zuckermoleküle, je stärker am Bakterium gezogen wird. Bei der Harnausscheidung entstehen durch den Flüssigkeitsstrom starke Zugkräfte, unter denen FimH das Bakterium so vor dem Ausschwemmen schützt.

„Durch die Kombination verschiedener biophysikalischer und biochemischer Methoden konnten wir das Bindungsverhaltens von FimH in bisher unerreichter Genauigkeit aufklären“, so Prof. Rudolf Glockshuber vom Institut für Molekularbiologie. In ihrer Studie zeigen die Wissenschaftler nun erstmals, wie mechanische Kräfte die Bindungsstärke von FimH regulieren. „Das Protein FimH besteht aus zwei Teilen, wobei der zweite, nicht-zuckerbindende Teil steuert, wie fest der erste an die Zuckermoleküle bindet“, erläutert Maier. „Wenn beide Teile nun durch den Harnfluss auseinandergezogen werden, schnappt die Zuckerbindungsstelle zu. Lassen die Zugkräfte jedoch nach, öffnet sich die Bindungstasche. Jetzt können sich die Bakterien lösen und die Harnröhre hinauf wandern.“

1610_E.Coli_BLOCK

Der Infektionserreger E. coli (grau) hält sich mithilfe des Proteins FimH (gelb/rot), das sich an der Spitze langer Zellfortsätze befindet, an den Zelloberflächen des Harntraktes fest. © Maximilian Sauer, ETH Zürich

Suche nach Antibiotika-Alternativen

Harnwegsinfektionen sind der zweithäufigste Grund für die Verschreibung von Antibiotika. Doch in Zeiten von zunehmenden Resistenzen rückt die Suche nach alternativen Behandlungsstrategien immer mehr in den Fokus. Zur Vorbeugung und Bekämpfung von E. coli-Infektionen wären Arzneistoffe, die bereits das erste Anheften von Bakterien mittels FimH in den Harnwegen blockieren, eine geeignete Alternative, weil damit der Einsatz von Antibiotika oft überflüssig würde. Die Resultate zur Funktionsweise von FimH können entscheidend zur Identifizierung eines Wirkstoffes beitragen.

Originalpublikation:

Catch-bond mechanism of the bacterial adhesin FimH
Maximilian M. Sauer et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms10738; 2016

29 Wertungen (4.52 ø)

Die Kommentarfunktion ist nicht mehr aktiv.

5 Kommentare:

julia dietrich
julia dietrich

Hochdosierte D-Mannose wie von iceberg.de eignet sich hervorragend bei Blasenentzündungen basierend auf E.Colis. Vor allem gibt’s keine unangenehmen Nebenwirkungen wie beim Antibiotikum!

#5 |
  0
Heilpraktikerin

Gute Erfahrung habe ich mit “Angocin” (Kappucinakresse, Meeretichwurzel), Solidago und Cranberrysaft, der ja nachweislich das Anheften der Bakterien an die Blasenwand verhindert.

#4 |
  0
Dagmar Boecker
Dagmar Boecker

Cranberry Saft und Solidago virgaurea und dazu Cantharis C30 haben mich schon mehrfach “gerettet”

#3 |
  0
Nadja Seiferling
Nadja Seiferling

Ich habe ebenfalls sehr gute Erfahrungen mit D-Mannose gemacht. Sehr gut auch bei chronischen Verläufen geeignet und bei Kindern super.

#2 |
  0
Dipl. Biol. Thorsten Walter
Dipl. Biol. Thorsten Walter

D-Mannose, eine Zuckerart, bindet jene Bakterien an sich (z. B. Escherichia coli), die für die meisten Harnwegsinfekte verantwortlich sind. Gebunden an die D-Mannose können sich die Bakterien nicht mehr an der Blasenwand festhalten.

#1 |
  0
Copyright © 2017 DocCheck Medical Services GmbH
Sprache:
DocCheck folgen: