Julius-Maximilians-Universität Würzburg - 30.10.2014
Chlamydien: Trickreiche Invasoren
Chlamydien sind die Auslöser einer Reihe schwerer Krankheiten. Gleichzeitig sind die Bakterien auf die Unterstützung der von ihnen befallenen Zellen angewiesen, um überleben zu können. Welche Tricks sie dabei anwenden, haben Mikrobiologen der Universität Würzburg genauer untersucht.
Bakterien vom Stamm Chlamydia trachomatis sind beim Menschen für eine Reihe schwerer Krankheiten verantwortlich. So zählt eine Chlamydien-Infektion zu den häufigsten sexuell übertragbaren Erkrankungen der Welt. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass weltweit je nach Altersgruppe bis zu zehn Prozent der Bevölkerung mit den Erregern infiziert sind.
Ohne Behandlung verursachen die Bakterien bei Frauen häufig eine Verklebung der Eileiter, was Eileiterschwangerschaften oder Unfruchtbarkeit zur Folge haben kann. Neuere Befunde belegen sogar, dass Chlamydien-Infektionen die Entstehung von Eierstockkrebs fördern. Männer können nach einer Infektion zeugungsunfähig werden.
Eine weitere Folge einer Chlamydien-Infektion tritt vor allem in tropischen Ländern auf: Dort befallen die Bakterien die Augen und können zur Erblindung führen. Rund 150 Millionen Menschen sollen daran erkrankt sein. Andere Stämme können Lungenentzündungen auslösen und stehen im Verdacht, Krankheiten wie beispielsweise Arterienverkalkung und Alzheimer zu verursachen.
Damit Chlamydien leben und sich vermehren können, sind sie allerdings auf die Unterstützung ihres "Opfers" angewiesen. Wie die Analyse des Genoms von Chlamydia trachomatis zeigt, fehlen dem Bakterium zahlreiche Stoffwechselprozesse komplett oder sind nur in Bruchstücken vorhanden. Aus diesem Grund muss das Bakterium während seines ganzen Entwicklungszyklus von seiner Wirtszelle mit den notwendigen Nährstoffen - Nukleinsäuren, Proteinen und Lipiden - kontinuierlich versorgt werden. Es hat also großes Interesse daran, dass die von ihm befallene Zelle intakt und am Leben bleibt.
Wie Chlamydien das schaffen, untersucht Professor Thomas Rudel, Inhaber des Lehrstuhls für Mikrobiologie an der Universität Würzburg, gemeinsam mit seinem Team schon seit Längerem. Jetzt haben die Wissenschaftler neue Details der Interaktion zwischen Chlamydia trachomatis und seiner Wirtszelle entschlüsselt. In der aktuellen Ausgabe von Cell Reports stellen sie ihre Ergebnisse vor.
"Wenn Chlamydien eine Zelle befallen, führt dies immer zu einer Reihe von Schäden am Erbgut dieser Zelle", sagt Thomas Rudel. Im Normalfall hätte das zur Folge, dass die Zelle sich von selbst quasi "stilllegt" oder gar den programmierten Zelltod - die Apoptose - einleitet. Auf diese Weise verhindert ein Organismus, dass sich Zellen mit einer Fehlfunktion unkontrolliert vermehren und größere Schäden hervorrufen können. Im Fall einer Chlamydien-Infektion passiert das allerdings nicht; anscheinend ist das Bakterium in der Lage, den programmierten Zelltod in der befallenen Zelle zu verhindern.
"Wir konnten zeigen, dass Chlamydien in den von ihnen befallenen Zellen das Tumorsupressor-Protein p53 außer Kraft setzen und einen Prozess in Gang setzen, in dessen Folge die Schäden am Erbgut repariert werden", sagt Rudel. "Wächter des Genoms": Unter diesem Namen ist das p53-Protein auch bekannt. Es besitzt die Fähigkeit, den Zellzyklus in geschädigten Zellen zu unterbrechen und damit die Zelle an der Teilung zu hindern. Die Zelle hat dadurch mehr Zeit, Schäden am Erbgut zu reparieren oder - wenn eine Reparatur nicht mehr möglich ist - sich selbst außer Gefecht zu setzen.
In einer Reihe von Experimenten konnten die Würzburger Mikrobiologen Details der Beziehung zwischen Bakterium und dem Tumorsupressor aufklären. Unter anderem stellten sie dabei fest:
"Unsere Ergebnisse zeigen zwei Dinge sehr deutlich: Zum einen inaktivieren Chlamydien das Tumorsupressor-Protein p53, um sich in der infizierten Zelle überhaupt vermehren zu können. Dass sie dafür einen der wichtigsten Tumorsupressoren ausschalten müssen, könnte den Zusammenhang von Chlamydien-Infektionen und Tumorentstehung erklären", sagt Thomas Rudel. Zum anderen habe sich damit die Bedeutung des Pentosephosphat-Zyklus' gezeigt - nicht nur bei der Reparatur des Erbguts, sondern auch für die optimale Versorgung der Bakterien mit lebensnotwendigen Nährstoffen.
Siegl et al., Tumor Suppressor p53 Alters Host Cell Metabolism to Limit Chlamydia trachomatis Infection, Cell Reports (2014)
http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.10.004
Kontakt
Prof. Dr. Thomas Rudel, Lehrstuhl für Mikrobiologie
Thomas.Rudel@biozentrum.uni-wuerzburg.de
Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.mikrobio.biozentrum.uni-wuerzburg.de/
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Chlamydien inaktivieren p53 und wachsen in großen Einschlüssen (rot) in ihren Wirtzellen (blau) (linkes Foto). Künstlich stabilisiertes p53 (grün) verhindert die Infektion mit Chlamydien (rechts).
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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Robert Emmerich, 30.10.2014
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veröffentlicht im Schattenblick zum 4. November 2014