Escherichia coli im Visier: Durch welche Faktoren wird ein nützliches Darmbakterium zur gesundheitlichen Gefahr?
Projektkoordinatoren/ Project Coordinators:
Prof. Dr. Jörg Hacker / Dr. Ulrich Dobrindt (im Bild)
Universität Würzburg
Institut für Molekulare Infektionsbiologie
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Germany
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Der Darm des Menschen ist mit hunderten Bakterienarten besiedelt und Escherichia coli gehört zu den bekanntesten Vertretern. Wie die anderen auch ist E. coli für den Menschen überlebenswichtig: Die stäbchenförmigen Mikroorganismen stellen Stoffe her, die der Mensch selbst nicht oder nur ungenügend produzieren kann – beispielsweise das für die Blutgerinnung notwendige Vitamin K. Von E. coli gibt es jedoch auch Varianten, die alles andere als harmlos sind und neben Durchfallerkrankungen auch außerhalb des Darmes Krankheiten auslösen können, beispielsweise Harnwegsinfektionen, die bei älteren oder immungeschwächten Menschen zum Tod führen können. Eine Behandlung dieser als ExPEC bezeichneten E. coli-Varianten wird dabei zunehmend schwerer, weil sie gegen gängige Antibiotika bereits starke Resistenzen entwickelt haben. Darüber hinaus verursachen ExPEC-Varianten Infektionen bei Geflügel, die möglicherweise auf den Menschen übertragen werden könnten. 14 Arbeitsgruppen von Wissenschaftlern aus sieben Ländern haben sich nun unter dem Dach des ERA-NET PathoGenoMics der ExPEC-Varianten angenommen, um insbesondere jenen Faktoren auf die Spur zu kommen, durch die eigentlich harmlose E. coli-Varianten zu Krankheitserregern werden. Auf diese Weise sollen neuartige diagnostische, therapeutische und präventive Ansätze für ExPEC-Erkrankungen entwickelt werden. In bisherigen Untersuchungen konnten die Forscher bereits herausfinden, dass die Gefährlichkeit der ExPEC-Stämme unter anderem dadurch bestimmt wird, dass spezielle Faktoren sowohl Fitnessverstärker als auch Krankheitsauslöser sein können. Darüber hinaus zeichnen sich E. coli-Bakterien dadurch aus, dass sie die Erbinformation derartiger Faktoren von verwandten Organismen aufnehmen und weitergeben können. Es wird nun vermutet, dass die krankheitsauslösenden ExPEC-Stämme diese Faktoren sammeln und aktivieren können und hierin – im Gegensatz zu nützlichen E. coli-Varianten – der entscheidende Unterschied und ihre Gefährlichkeit besteht. Im Rahmen des ERA-NET-Konsortiums sollen diese Eigenschaften sowie Interaktionen zwischen den Bakterien und ihren Wirtszellen mit Hilfe von Verfahren der funktionellen Genomik noch stärker analysiert werden. Ein Vergleich mit harmlosen Stämmen soll dabei helfen, weitere krankheitsauslösende Faktoren der ExPEC-Varianten auf genetischer Ebene zu identifizieren. Dies soll auch dazu beitragen, die Mechanismen aufzudecken, die für die Antibiotika-Resistenz vieler E. coli-Varianten verantwortlich sind.