Tödliche Toxine – Wie Bakterien Insekten ausschalten

Sie dringen durch Körperöffnungen in die Larven ein und setzen dort aus ihrem Verdauungstrakt die Bakterien frei. Die wiederum produzieren Toxine, die für die Insektenlarven tödlich sind. Die toten Larven bilden den idealen Lebensraum für Würmer und Bakterien, die sich dort wie im Schlaraffenland fühlen können.

Was die beiden Partner tun, weiß man also ziemlich genau. Aus diesem Grund werden beide zusammen auch schon lange mit Erfolg zur biologischen Insektenbekämpfung in der Landwirtschaft eingesetzt. Nur wie die bakteriellen Toxine wirken, wusste man bisher nicht. Die Antwort auf diese Frage haben jetzt deutsche Forscher aus Bochum, Dortmund und Freiburg in Zusammenarbeit mit amerikanischen Kollegen gefunden und im Fachmagazin Science veröffentlicht.

Die Wissenschaftler untersuchten die beiden Toxine TcA und TcC. Sie stellten fest, dass TcC zwei wirksame Komponenten hat.

Beide unterbinden die so genannte Phagozytose. Dabei umstülpen Immunzellen des angegriffenen Organismus Fremdkörper wie z.B. eingedrungene Bakterien mit ihrer Membran, nehmen sie in sich auf und töten sie ab. Solche Zellen werden daher auch Fresszellen genannt. Mit TcA undTcC konfrontierte Fresszellen allerdings verfallen in spontane Appetitlosigkeit.

Der Grund: TcC bewirkt, dass Aktin-Proteine sich stärker zusammenlagern als sonst. Aktinfilamente sind Teil des Zytoskeletts der Zelle. Sie geben ihr ihre innere Struktur und damit auch die äußere Form. Unter dem Einfluss von TcC bilden die Aktinbausteine keine elastischen Streben mehr, sondern feste Säulen. Die Fresszellen werden dadurch starr und unbeweglich. Sie können keine Fremdköper mehr mit ihrer Membran umstülpen. Die Immunabwehr der Larven gegen Bakterien und Viren wird dadurch entscheidend geschwächt. Ohne TcA allerdings wäre TcC wirkungslos, denn es muss, um Wirkung zu erzeugen, ins Zellinnere. TcA lagert sich in die Membran der Fresszellen ein und bildet quasi die Tür, durch die TcC erst dorthin gelangt.

Die vorliegende Studie hat erstmals den Wirkmechanismus eines Tc-Toxins aufgeklärt. Sie kann möglicherweise helfen, weitere biologische Insektizide mit ähnlicher Wirkweise zu finden oder ähnliche synthetische herzustellen. Aber nicht nur die landwirtschaftliche Forschung profitiert von den Ergebnissen. So gibt es auch menschliche Krankheitserreger, die ähnliche Toxine produzieren. Ein Beispiel dafür ist Yersinia pestis, der Erreger der Beulenpest. Hier könnten sich langfristig neue Therapieansätze ergeben.