Zelluläre Reycling-Maschinerie

„Grüne Tonne“ für Borrelia burgdorferi

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) haben entscheidende Schritte des intrazellulären Abbaus von Borrelien in Makrophagen aufgeklärt – die Erreger werden in einer Art „grüner Tonne“ entsorgt.

Borrelien-Membran wird in einer Art "zellulärer grüner Tonne" entsorgt und recycelt. © WBM/SKO

Das Bakterium Borrelia burgdorferi ist Verursacher der Lyme Borreliose, einer durch Zecken übertragenen Erkrankung, die Haut, Gelenke und Nervensystem betreffen kann. Eine unentdeckte Infektion mit Borrelien kann dabei zu einem chronischen Verlauf führen. Die Aufnahme und der intrazelluläre Abbau von Borrelien durch menschliche Immunzellen wie Makrophagen sind deshalb ausschlaggebend für die Bekämpfung einer Infektion. Wissenschaftler des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) konnten nun entscheidende Schritte des intrazellulären Abbaus von Borrelien in Makrophagen aufklären. Ihre Erkenntnisse sind jetzt in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Journal of Cell Biology erschienen.

Bei ihrer Aufnahme in Makrophagen werden die langgestreckten Borrelien mit einer intrazellulären Membran-Hülle ummantelt. Die stetige Abschnürung kleiner Membran-Anteile führt dabei zu einer kugelförmigen Verdichtung der Borrelien, einem entscheidenden Schritt, der zum vollständigen Abbau der Bakterien führt. „Zugleich wird durch diese Verdichtung wieder Membran recycelt, die dann für weitere Aufnahme-Prozesse zur Verfügung steht – die Borrelien werden also quasi in einer zellulären ′grünen Tonne′ in Makrophagen verarbeitet“, erläutert Prof. Dr. Stefan Linder, Institut für medizinische Mikrobiologie, Virologie und Hygiene. Sein UKE-Forscherteam konnte nun wichtige Schlüsselmoleküle identifizieren, die an der Schnittstelle des intrazellulären Borrelien-Abbaus und des Membran-Recyclings in menschlichen Makrophagen stehen.

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Mögliche Ansatzpunkte zur Bekämpfung weiterer Infektionen

Eine zentrale Rolle spielt dabei das Sorting Nexin-3 (SNX3), ein Molekül, das als Andockstelle für die zelluläre Reycling-Maschinerie dient. SNX3 bindet eine spezielle Fettsäure im Membranmantel um die Borrelien und aktiviert weitere Proteine, die den Abbau der Borrelien fördern. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die durch SNX3 gebundene Fettsäure sich bevorzugt an gekrümmten Membranen anreichert. „Die schraubenähnliche Form der Borrelien und die mehrfach gekrümmte Membranhülle stellen direkte Angriffspunkte zum gezielten und effizienten Abbau der Bakterien in Makrophagen dar“, erläutert Prof. Linder, dessen wissenschaftliche Arbeiten durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert werden. Diese Befunde sind möglicherweise auch auf andere schraubenförmige Bakterien wie Treponema oder Legionella übertragbar und könnten daher neue Ansatzpunkte zur Bekämpfung entsprechender Infektionen bieten, so Prof. Linder.

Literatur
Klose, M., Salloum, J.E., Gonschior, H., Linder, S. (2019). SNX3 drives maturation of Borrelia-containing phagosomes by forming a hub for PI (3)P, Rab5a and galectin-9. J. Cell Biol. DOI: 10.1083/jcb.201812106

Quelle: UKE

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