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Von harmlosen Hautbakterien bis zu gefürchteten Krankheitserregern

Bild: Digitales Scannen der elektronenmikroskopischen Aufnahme von Staphylococcus aureus (Senffarbe) in einem menschlichen weißen Blutkörperchen (rote Farbe). Landschaft Mehr

Bildnachweis: NIAID

Staphylococcus epidermidisis ist im Wesentlichen eine harmlose Mikrobe, die auf der Haut und in der Nase von Menschen vorkommt. Einige Stämme dieses Typs können jedoch Infektionen verursachen – in Kathetern, künstlichen Gelenken, Herzklappen und im Blutkreislauf -, die schwer zu behandeln sind. Diese Bakterien sind häufig resistent gegen ein besonders wirksames Antibiotikum, Methicillin, und gehören zu den am häufigsten gefürchteten Keimen in Krankenhäusern. Es ist noch nicht klar, wie diese normalerweise harmlosen Hautmikroben zu tödlichen Krankheitserregern werden.

Ein internationales Forschungsteam hat nun herausgefunden, was friedliche Cluster-Hautmikroorganismen von vielen gefährlichen Eindringlingen unterscheidet. Wissenschaftler haben einen neuen genetischen Satz identifiziert, der es aggressiveren Bakterien ermöglicht, zusätzliche Strukturen in ihren Zellwänden zu erzeugen. Diese morphologische Veränderung ermöglicht es Staphylokokken, sich leichter an menschliche Zellen zu binden, aus denen Blutgefäße bestehen. Dadurch können sie im Blutkreislauf weiter zu Krankheitserregern werden. Diese neuen Zellwandstrukturen können auch die Ausbreitung von Methicillinresistenz ermöglichen, indem sie beispielsweise von Staphylococcus epidermidis auf ihre gefährlichere Linie, Staphylococcus aureus, übertragen werden.

Die Studie wurde unter Aufsicht von Forschern der Exzellenzgruppe “Mikrobielle Kontrolle zur Infektionskontrolle” (CMFI) der Universität Tübingen und des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) in Zusammenarbeit mit Universitäten in Kopenhagen, Hamburg und Shanghai durchgeführt. Hannover und das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) in Borstel. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturmikrobiologie.

In der Struktur unterscheiden

Ein großer Teil der Staphylokokken-Zellwände besteht – wie andere grampositive Bakterien – aus Ticoinsäuren. Diese kettenartigen Polymere bedecken die Bakterienoberfläche. Ihre chemischen Strukturen unterscheiden sich in verschiedenen Arten. Forscher Dr. sagt. Chen Du von der Excellence Group: “Während unserer Untersuchung haben wir festgestellt, dass viele pathogene Stämme von S. epidermidis einen zusätzlichen Gensatz haben, der Informationen für die Synthese der Ticoinsäurewand enthält, die tatsächlich typisch für Staphylococcus aureus sind.” CMFI und DZIF. Sie fügt hinzu, dass Experimente gezeigt haben, dass S. epidermidis, die nur Teichoesäuren einer bestimmten Art in ihren Wänden enthält, nicht sehr invasiv ist und Oberflächen der Haut und der Schleimhäute besiedelt. Chen Du zeigt, dass S. aureus-Parietinsäuren, wenn sie vorhanden sind, nicht effektiv an diese Oberflächen binden können. Stattdessen können sie erfolgreicher in das Gewebe ihres menschlichen Wirts eindringen. “Irgendwann nahmen einige Klone von S. epidermidis die entsprechenden Gene von S. aureus und wurden dadurch zu bedrohlichen Krankheitserregern”, sagt Professor Andreas Peschel von der CMFI und der DZIF Excellence Group.

Es ist seit langem bekannt, dass Bakterien genetisches Material durch Gentransfer teilen können. Die Bakterien – die Viren, die die Bakterien infizieren – führen den Transfer durch. Meistens tritt dies innerhalb einer einzelnen Spezies auf und erfordert ähnliche Oberflächenstrukturen, an die sich Phagen anlagern. “Unterschiedliche Zellwandstrukturen verhindern normalerweise den Gentransfer zwischen S. epidermidis und S. aureus. In S. epidermidis-Stämmen, die auch toxische Säuren der Wand von S. aureus produzieren können, wird diese Art des Gentransfers plötzlich zwischen verschiedenen Arten möglich. “Peschel erklärt. Dies würde erklären, wie S. epidermidis die Methicillinresistenz auf die bedrohlicheren – dann Methicillin-resistenten S. aureus – Bakterien übertragen könnte, und weitere Untersuchungen erforderlich machen. Die neuen Erkenntnisse sind laut Peschel ein wichtiger Schritt zur Entwicklung besserer Behandlungen oder Impfstoffe gegen gefährliche Krankheitserreger wie S. epidermidis ST 23, die seit fünfzehn Jahren bekannt sind und zur HA-MRSE (gesundheitsassoziierte Methicillin-resistente S. epidermidis) gehören. Gruppe.

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