DNA wirkt als Klebstoff bei Biofilmen

Entdeckung führt zu neuen Behandlungsmethoden infektiöser Bakterienkolonien

Wissenschaftler der University of Queensland in Brisbane haben eine weitere Funktion der DNA entdeckt. DNA ist neben dem genetischen Code auch der „Klebstoff“ zwischen Bakterien, der sie zu Biofilmen verbindet. Mit einem DNA schneidendem Enzym können diese nun gelöst, und auf diese Weise Infektionen verhindert werden. Die Forscher versprechen sich davon wirksamere Behandlungsmethoden für die infektiösen Begleiterscheinungen der zystischen Fibrose (CF). Dies berichtet NewScientist in seiner aktuellen Online-Ausgabe.

Bakterien kleben häufig in großen Kolonien, so genannten Biofilmen, aneinander, und sind dadurch weitgehend unempfindlich gegenüber Antiobiotika und dem Immunsystem. Diese „Gemeinschaften“ des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa sind zum Beispiel Auslöser der Lungeninfektion bei zystischer Fibrose (einer genetisch determinierten Krankheit, die zum Funktionsverlust der Atemwege und des Verdauungstraktes führt) und der Augeninfektionen bei Kontaktlinsenträgern. Bisher wurde angenommen, dass die Hauptkomponente des von den Bakterien abgesonderten Schleims ein komplexer Zucker, Alginat, ist, und die darin enthaltenen DNA-Mengen von abgestorbenen Bakterienzellen stammen. Das Team des Instituts für Molekulare Biowissenschaften (IBM) hat den Schleim nochmals genau analysiert und festgestellt, dass darin weit mehr DNA als Alginat vorkommt. Phil Stewart von der Montana State University in Bozeman meinte: „Wir denken üblicherweise bei DNA an einen geschützten geheimen Code, und hier wird DNA von der Zelle ausgesondert und für einen banalen Zweck verwendet.“

Die Entdeckung führt dazu, dass DNase1, ein Restriktionsenzym, genutzt werden kann, um die Bildung der Biofilme zu stoppen und die Neubildung infektiöser Kolonien einzuschränken. In Versuchen wurden sogar Biofilme gelöst, die bis zu 60 Stunden alt waren. DNase1 kam schon bei CF-Patienten zum Einsatz, um DNA von absterbenden Zellen in den Lungen abzubauen. Mit den neuen Erkenntnissen kann das Enzym zukünftig als prophylaktische Maßnahme eingesetzt werden, um bereits die Infektion durch P. aeruginosa Bakterien zu verhindern. Nach Angaben von Cynthia Whitchurch von der University of Queensland kann DNase1 auch die Biofilm-Bildung des Bakteriums auf Kontaktlinsen verhindern.