Salmonellen: Bakterielles Versteckspiel enttarnt

22. April 2014
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Forscher entdeckten nun eine Enzymgruppe, die eine zentrale Rolle für die Bekämpfung der Salmonella-Bakterien in der Zelle spielt. Die Interferon-induzierten GTPasen entlarven und zerstören die Tarnung der Bakterien in der Zelle, sodass diese die Erreger unschädlich machen kann.

Bakterien haben unzählige Strategien entwickelt, um sich zu tarnen und sich so der Abwehr durch das Immunsystem zu entziehen. Salmonella-Bakterien benutzen Fresszellen unseres Körpers als Wirtzellen, sogenannte Makrophagen, um ihr Überleben zu sichern und sich im Körper auszubreiten. Ihre Überlebensstrategie ist es, sich in einem separierten Hohlraum im Zytoplasma der Makrophagen einzunisten, sich dort zu verstecken und zu vermehren. Versteckt in diesem Hohlraum können die Abwehrzellen des Immunsystems die Krankheitserreger nicht finden und folglich nicht bekämpfen.

GTPasen zerstören die Tarnung der Salmonellen

Die Makrophagen, in denen sich die Salmonellen einnisten, haben jedoch eine Strategie entwickelt, mit der sie die Tarnung der Bakterien auffliegen lassen und ihr Versteck entdecken können. Das Forschungsteam von Prof. Petr Broz am Biozentrum der Universität Basel hat jetzt eine Enzymgruppe, sogenannte Interferon-induzierte GTPasen, in den von Salmonellen befallenen Wirtszellen entdeckt. „Sie sind dafür verantwortlich, das Versteck der Krankheitserreger zu zerstören und damit die Abwehrreaktion der Zelle auszulösen“, erklärt Etienne Meunier, Erstautor der Publikation.

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GTPasen (grün) greifen Salmonellen (rot) an. © Universität Basel, Biozentrum)

Startschuss für den Angriff auf die Bakterien

Ist das Versteck erst einmal entlarvt, werden die GTPasen zum Hohlraum befördert und bewirken die Auflösung der Hohlraumhülle. Die Bakterien schwimmen ungeschützt im Zytoplasma und sind anhand ihrer Oberflächenmoleküle für die intrazelluläre Abwehr erkennbar. „Die GTPasen sind der Schlüssel zum Versteck der Bakterien. Ist die Tür geöffnet und der schützende Hohlraum zerstört, gibt es für sie kein Entkommen. Sie sind augenblicklich der Zerstörungsmaschinerie der Zelle ausgeliefert“, so Meunier. Rezeptoren in der Zelle identifizieren nun die Pathogene und spezielle Enzyme der Zelle werden aktiviert, um die Bakterien zu zerstören. Zudem werden zelleigene Proteasen aktiv, die sogenannten Caspasen, die den Zelltod der befallenen Wirtszelle auslösen.

Die Ergebnisse von Broz und seinem Team ermöglichen es, die Strategien der Immunzellen nachzuvollziehen und vielleicht zukünftig modellieren zu können. Ein besseres Verständnis der Immunantwort unserer Körperzellen ist zudem ein Ansatzpunkt, um die Bekämpfung von Krankheitserregern medikamentös zu unterstützen. Um die Mechanismen der Immunantwort bei einem Befall mit Salmonellen weiter zu entschlüsseln, möchte die Forschungsgruppe von Prof. Broz zukünftig untersuchen, wie genau die Zelle das Versteck der Bakterien, den Hohlraum im Zytoplasma der Makrophagen, aufspürt und was den Anstoß für die Ansammlung der GTPasen am Hohlraum ist.

Originalpublikation:

Caspase-11 activation requires lysis of pathogen-containing vacuoles by IFN-induced GTPases
Etienne Meunier et al.; Nature, doi: 10.1038/nature13157; 2014

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