Impfstoffe: Bakterien-Ausstülpungen für Forscher interessant

Graz (APA) - Bakterien sind für eine Reihe von Infektionen bei Tieren und Menschen verantwortlich, die schwere entzündliche Atemwegserkrankungen oder auch Cholera hervorrufen. Ein Forscherteam an der Universität Graz will Teile ihrer Membran heranziehen, um aus ihnen Impfstoff zu entwickeln. Jüngst haben sie den Entstehungsmechanismus dieser „Außenmembranvesikel“ geklärt.

Die sogenannten gramnegativen Bakterien geben nicht nur einzelne Proteine sondern auch makromolekulare Partikel ihrer äußeren Membran in die Umgebung ab. Die Wissenschaft bezeichnet diese kugelförmigen Partikel, die durch Ausstülpung und Abschnürung aus der äußeren Membran entstehen, als Außenmembranvesikel („Outer membrane vesicles“, OMVs). Sie sind sozusagen eine Kopie des lebenden Bakteriums.

Die Forscher im Grazer Institut für Molekulare Biowissenschaften haben bereits vor einigen Jahren die Immunogenität dieser Membranvesikel - das heißt, ihre Fähigkeit, im tierischen oder menschlichen Körper eine Reaktion des Immunsystems auszulösen - untersucht, bestätigt bekommen und mittlerweile auch patentieren lassen. Nun haben sie die Entstehung dieser Vesikel untersucht, interessante Details zutage gefördert und in der jüngsten Ausgabe von „Nature Communications“ publiziert.

„Alle gramnegativen Bakterien haben einen Transporter, der Fettbestandteile ihrer Außenmembran wieder in das Innere des Mikroorganismus befördert. „Kommt diese Rückbeförderung ins Stoppen, häufen sich die Fette in der Bakterienhülle selbst an. Die Hülle bekommt Ausbuchtungen, die sogenannten Außenmembranvesikel“, erklärte Schild vom Institut für Molekulare Biowissenschaften im Gespräch mit der APA die jüngsten Forschungsergebnisse aus Graz. Die Forscher erkannten auch, was diesen Transport stoppt: „Eisen dient als Signal. Ist davon nicht genügend vorhanden, liefert der Lipidtransporter die Fette nicht zurück in den Mikroorganismus, sondern es kommt zur vermehrten Fettanreicherung in der Membran“, fasste Schild zusammen.

„Wir beginnen langsam zu verstehen, welche Funktion die Außenmembranvesikel genau haben“, so Schild. Dass über diese Partikel den Bakterien Stoffe ab- und zugeführt werden, ist essenziell. Mit dieser Erkenntnis werde nun erstmals klar, warum viele bakterielle Erreger krank machende Gifte just in diese Kügelchen verpacken.

„Ziel ist es, den Vesikulierungsprozess im Wirt zu stoppen“, erklärte Schild die weitere Ausrichtung des Grazer Forschungszusammenschlusses. Dabei wollen die Forscher allerdings nicht am Eisenlevel drehen: „Der menschliche Körper versucht, das Eisen vom Bakterium fernzuhalten, damit bekommen die Erreger leider niemals genug Eisen“, macht Schmid einfache Lösungsansätze zunichte. „Wenn man die Abspaltung der Vesikel stoppt, könnte man etwa die Aussendung der Toxine verhindern“, denkt Schild weiter.

Die Forschungsergebnisse würden aber auch generell helfen, im Labor die Produktion von Impfstoff-Kandidaten zu verbessern: Im Labor haben wir einen Mechanismus, wie wir die Bakterien zur stärkeren Vesikelbildung antreiben können: „Je weniger Eisen, umso höher die Bildung der Vesikel“, so Schild.

(S E R V I C E - Roier, Zingl, Cakar, Schild et al.: „A novel mechanism for the biogenesis of outer membrane vesicles in Gram-negative bacteria“, Nature Communications, http://go.apa.at/4Q2D8gv7)