Über die Chromosomen krankheitserregender Bakterien

Legionärskrankheit, Cholera, Pest – diese und viele andere Erkrankungen werden von Bakterien verursacht. Immer sind es besondere Gene und deren Produkte, mit deren Hilfe die Erreger den Menschen infizieren und krank machen. Ihrer habhaft zu werden ist jedoch schwierig, weil sie sich oft und gerne verändern. Den aktuellen Wissensstand auf diesem Gebiet fassen Wissenschaftler von der Uni Würzburg in der neuesten Ausgabe von „Science“ zusammen.

Die Würzburger Infektionsbiologen wurden von dem US-amerikanischen Top-Wissenschaftsmagazin dazu eingeladen, über die Chromosomen krankheitserregender Bakterien einen Review-Artikel zu schreiben. Also haben Jörg Hacker, Ulrich Dobrindt und Ute Hentschel eigene und andere Forschungsarbeiten aus den vergangenen zwei Jahren ausgewertet und die wesentlichen Erkenntnisse daraus in einen Bericht gepackt.

Es gibt verschiedene bakterielle Gene und Genprodukte, die den Menschen krank machen. Manche beinhalten zum Beispiel den Bauplan für Giftstoffe. Andere sind dafür zuständig, dass sich die Bakterien überhaupt im Körper des Menschen festsetzen können und nicht mit dem Kot oder Urin ausgeschieden werden. Wieder andere sorgen dafür, dass sich die Erreger einkapseln und dadurch schwer angreifbar werden.

An der Uni Würzburg wurden die so genannten Pathogenitätsinseln entdeckt: Die Gene, welche für die krank machenden Fähigkeiten der Bakterien verantwortlich sind, liegen auf dem Chromosom immer dicht beieinander – sozusagen wie eine Insel im Meer der restlichen Gene. Diese Inseln werden auf die Nachkommen vererbt oder beim Genaustausch auf andere Bakterien übertragen.

„Inzwischen hat sich herausgestellt, dass es solche und ähnliche Inseln auch bei Bakterien gibt, die nicht für Krankheiten verantwortlich sind“, sagt Hacker. Besonders brisant für die Therapie: Auch Gene, welche die Erreger gegen Antibiotika resistent machen, werden gemeinsam als gut geschnürte Pakete vererbt oder übertragen – im schlimmsten Fall auf Bakterien, die vorher noch nicht resistent waren.

Nicht leichter wird die Bekämpfung bakterieller Infektionen auch dadurch, dass sich das Chromosom der Erreger während der Erkrankung im Körper des Menschen verändern kann: Die Bakterien tauschen Gene untereinander aus, lagern sie innerhalb ihres eigenen Chromosoms um oder verlieren hin und wieder auch Teile davon. Fatal ist das unter anderem für Impfstrategen. „Ein Impfstoff, der zum Beispiel auf einem bestimmten Oberflächenprotein der Bakterien basiert, funktioniert dann nicht mehr, wenn dieses Protein wegen einer Genveränderung plötzlich anders aussieht“, so Hacker.

Die Würzburger Forscher legen in „Science“ auch dar, was ihrer Meinung nach künftig in der Forschung zu tun ist. Von einigen Bakterien wie dem Magenkrebs-Erreger Helicobacter pylori ist das Erbgut komplett aufgeklärt, von anderen sind sehr viele Gene bekannt. Mit diesem Wissen kann die Wissenschaft laut Hacker nun viele umfassende Untersuchungen angehen, die bislang nicht möglich waren. Dazu gehört auch die simple Frage: „Wie reagieren die Gene des Krankheitserregers auf das Fieber, das der Mensch bei einer Infektion bekommt?“

Jörg Hacker, Ute Hentschel, Ulrich Dobrindt: „Prokaryotic Chromosomes and Disease“, Science Vol. 301, No. 5634, 8. August 2003, Seiten 790 – 793.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Jörg Hacker
Tel. 0931 – 31-2575, Fax -2578
E-Mail: j.hacker@mail.uni-wuerzburg.de