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Giftstoffe der EHEC-Bakterien als blinde Passagiere

04.05.1999 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Viren machen auch vor Bakterien nicht Halt: Sie verfrachten ihr Erbgut ins Innere der Mikroben, wo es sich vermehren kann - am Ende gehen die Bakterien zugrunde und Unmengen von fertigen Viren treten aus. Bei den gefährlichen EHEC-Bakterien gibt es ein Virus, das beim Verlassen der Mikroben die genetische Information für einen Giftstoff mitnimmt und auf andere Bakterien überträgt. Diese Erscheinung wird an der Universität Würzburg untersucht.

EHEC-Bakterien (enterohämorrhagische Escherichia coli) haben in den vergangenen Jahren einiges Aufsehen erregt. Neben großen Ausbrüchen in Japan, Schottland und den Vereinigten Staaten kam es auch in Deutschland zu Erkrankungen, ja sogar zu Todesfällen. EHEC verursachen wässrige Durchfälle in erster Linie bei Kindern unter sechs Jahren. Es treten aber auch blutige Durchfälle auf, die in das sogenannte hämolytisch-urämische Syndrom übergehen können. Hierbei werden rote Blutkörperchen zerstört, die Zahl der Blutplättchen fällt stark ab und die Nieren werden so stark geschädigt, dass die Betroffenen auf die Dialyse angewiesen sind.

Für diese schwerwiegenden Krankheitssymptome werden hauptsächlich die Shiga-Toxine der EHEC verantwortlich gemacht. "Diese Giftstoffe können unter Laborbedingungen die Zellen der Blutgefäße und insbesondere der Niere angreifen und zerstören", sagt Dr. Herbert Schmidt vom Institut für Hygiene und Mikrobiologie der Universität Würzburg, der sich in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Helge Karch mit EHEC befasst.

Bei den Shiga-Toxinen gibt es eine Besonderheit: Ihre genetische Information liegt nicht wie die meisten anderen Gene isoliert im Bakterienchromosom, sondern ist in der Erbinformation eines Bakterienvirus (Bakteriophagen) verankert. Solche Viren werden auch als bewegliche genetische Elemente bezeichnet, da sie ihr ursprüngliches Wirtsbakterium verlassen und sich ein Neues suchen können. Dabei nehmen sie die Shiga-Toxin-Gene gewissermaßen als blinde Passagiere mit und vermitteln so dem neuen Wirt die Fähigkeit, diese gefährlichen Giftstoffe zu produzieren.

Auf diese Weise können die Shiga-Toxine als krankmachende Eigenschaft auf viele verschiedene Escherichia coli-Bakterien übertragen werden - möglicherweise auch auf andere Krankheitserreger. Tatsächlich wurden diese Toxine auch beim Erreger der bakteriellen Ruhr (Shigella dysenteriae) und anderen Krankheitserregern gefunden.

Bisher sei unklar, so Dr. Schmidt, wie eine solche Übertragung unter natürlichen Bedingungen funktioniert und ob die Bakterienviren für die starke Verbreitung der EHEC-Infektionen mitverantwortlich sind. Auch sei unklar, ob Umweltfaktoren, wie zum Beispiel eine medikamentöse Behandlung oder die Ernährung, etwa über den pH-Wert, eine Übertragung der Viren auf andere Bakterien stimulieren. Im Labor von Prof. Karch werden diese Fragestellungen mit Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bearbeitet. Die Ergebnisse sollen helfen, neue Therapiemöglichkeiten zu finden und Konzepte zu entwickeln, mit denen sich die Ausbreitung von EHEC-Infektionen verhindern lässt.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Helge Karch, T (0931) 201-5162, Fax (0931) 201-5166, E-Mail:
hkarch@mail.uni-wuerzburg.de

Dr. Herbert Schmidt, T (0931) 201-3905, Fax (0931) 201-3445, E-Mail:
hschmidt@hygiene.uni-wuerzburg.de
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