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Warum machen Salmonellen krank?

Professor Nolte und Privatdozent Haag vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) konnten einen Durchbruch in der Salmonellen-Foschung erzielen. Die Ergebnisse wurden in Molecular Microbiology publiziert.

Die Wissenschaftler untersuchten, wie Salmonellen krank machen, und wie der so genannte Virulenzfaktor funktioniert. Mit den Ergebnissen dieser Forschung könnten gezielte Therapiemöglichkeiten entwickelt werden.

Salmonellen sind Bakterien, die im Darm und in Hühnereiern vorkommen. Bestimmte Salmonellen-Stämme können jedoch schwere Durchfallerkrankungen und, unter Umständen, tödliche Infektionen verursachen. Schon vor mehr als zehn Jahren konnte gezeigt werden, daß die Virulenz davon abhängt, ob der Salmonellen-Stamm ein genetisches Element, das Salmonella Plasmid für Virulenz (spv), trägt. Innerhalb dieses Elements kommt dem spvB-Gen eine Schlüsselfunktion zu. Fehlt das SpvB-Gen, oder ist es inaktiviert, dann können sich Salmonellen wesentlich schlechter in menschlichen Zellen vermehren.

Zwar wurde die DNA-Sequenz des SpvB-Gens erfolgreich entschlüsselt, trotzdem gelang es jedoch nicht, die Funktion des SpvB aufzuklären. Zu der Lösung fanden nun die Forscher des UKE aus einer unerwarteten Richtung. Sie untersuchten, wie weiße Blutkörperchen (Lymphozyten) über bestimmte Enzyme auf der Zelloberfläche reguliert werden. Diese Enzyme, sogenannte ADP-Ribosyltransferasen (ARTs), können eine kleine chemische Gruppe (ADP-Ribose) auf andere Proteine übertragen und diese damit inaktivieren.

Es fanden sich gewisse Ähnlichkeiten der ARTs von Lymphozyten zu bereits bekannten bakteriellen Toxinen und auch dem SpvB der Salmonellen. Damit schien es möglich, daß auch das SpvB eine ART-Enzymaktivität besitzt und so menschliches Protein inaktivieren könnte. Den Forschern gelang es, das SpvB gentechnisch herzustellen, zu reinigen und seine Enzymaktivität nachzuweisen.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Mikael Rhen am Karolinska Institut in Stockholm konnten sie das Zielprotein von SpvB identifizieren, das in infizierten Zellen inaktiviert wird: Aktin, ein Schlüsselprotein des zellulären Gerüstes, das Zellbewegungen und den Transport innerhalb Zellen in so genannten Vesikeln steuert. Durch das Ausschalten des Aktins können sich virulente Salmonellen vermutlich in den Vesikeln vermehren und sich somit - nur schwer kontrollierbar - im infizierten Organismus ausbreiten.

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