Life Sciences
Wie sich Krankheitserreger unerkannt ausbreiten
Forschende der Universität Basel haben nun eine weitere Möglichkeit aufgedeckt, mit der sich bestimmte Bakterien im Körper ausbreiten, ohne dabei vom Immunsystem entdeckt zu werden. Im Inneren einer Zelle können einige Bakterien der Immunabwehr entgehen und sich unbehelligt im Körper ausbreiten. Zu solchen Eindringlingen gehören unter anderem Burkholderia-Bakterien der Art B. pseudomallei. Dieser Krankheitserreger verursacht Melioidose, eine schwere Infektionskrankheit in den Tropen, die mit hohen Sterblichkeitsrate verbunden ist. Problematisch ist hier auch die Resistenz der verursachenden Bakterien gegen viele Antibiotika.
Bei dem weniger gefährlichen Verwandten B. thailandensis hat Prof. Dr. Marek Baslers Team vom Biozentrum der Universität Basel nun eine Taktik aufgedeckt, mit der sich der Erreger ungestört im Gewebe ausbreitet. "Die Bakterien sind mit einer Nano-Harpune ausgestattet, dem sogenannten Typ-VI-Sekretionssystem, kurz T6SS", erklärt Basler. "Burkholderia verwendet das T6SS, um unter dem Radar des Immunsystems von einer Zelle zur anderen zu wandern." Die Forschungsergebnisse, die in der Fachzeitschrift "Cell Host & Microbe" veröffentlicht wurden, lassen die Rolle des T6SS bei Burkholderia-Infektionen in einem neuen Licht erscheinen.
Aus früheren Studien ist bekannt, dass diese intrazellulären Erreger außergewöhnlich vorgehen, um sich auszubreiten: Nachdem sie in die Zelle eingedrungen sind, nutzen sie Bestandteile der Zelle wie zum Beispiel den Zellgerüst-Bestandteil Aktin, um in Richtung Zellmembran zu wandern. Dort bilden sie Ausstülpungen, die fingerartig in die Nachbarzelle hineinragen. Mithilfe des Typ-VI-Sekretionssystems (T6SS) verschmelzen die Bakterien die zwei Zellen schließlich miteinander und breiten sich so weiter aus.
Besondere Ausbreitungsweise
Die Forschenden untersuchten die Rolle des T6SS für das Infektionsgeschehen genauer und entdeckten eine andere Ausbreitungsart dieser Bakterien. "Wir waren überrascht zu sehen, dass sich Burkholderia-Keime nicht nur über das Verschmelzen von Zellen ausbreiten, sondern auch, indem sie selbst direkt von Zelle zu Zelle wandern", erklärt Erstautor Dr. Miro Plum. Durch das Abschnüren der Membran-Ausstülpung entsteht in der benachbarten Zelle eine Art "Bläschen", auch Vakuole genannt. Indem der Erreger die umgebende Zellmembran mit Hilfe des T6SS zerstört, "befreit" er sich aus dieser Vakuole und befindet sich nun in der neuen Zelle.
Auch durch diese Art der Verbreitung können die Bakterien neue Zellen infizieren, ohne das Immunsystem zu alarmieren. "Normalerweise erkennen infizierte Zellen fremde Eindringlinge anhand von Membranschäden und lösen dann eine Immunreaktion aus, um den Erreger zu eliminieren", sagt Plum. "Zellmembranen, die mithilfe des T6SS beschädigt wurden, können die Zellen jedoch nicht erkennen". So bleibt der Erreger unentdeckt und kann ungehindert neue Zellen infizieren.
"Unsere Arbeit liefert neue Einblicke in das Infektionsgeschehen, insbesondere über die Fähigkeit von Burkholderia, sich unbemerkt vom Immunsystem im Körper auszubreiten", fasst Basler zusammen. Die Forschenden wollen nun untersuchen, was genau den Zusammenbau des T6SS bei den Bakterien in den Membran-Ausstülpungen auslöst.
Publikation:
Miro Thorsten Wilhelm Plum, Hoi Ching Cheung, Patricia Reist Iscar, Yahua Chen, Yunn-Hwen Gan, Marek Basler: Burkholderia thailandensis uses a type VI secretion system to lyse protrusions without triggering host cell responses, Cell Host & Microbe, Volume 32, Issue 5, 2024, https://doi.org/10.1016/j.chom.2024.03.013
Quelle: Universität Basel
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