Forscher in der Gruppe von Jan Michiels (VIB-KU Leuven Center for Microbiology) einen Mechanismus identifiziert, der, wie schläfrig Bakterien aufwachen. Dieser Befund ist wichtig, da verschlafenen Zellen sind oft verantwortlich für die Sturheit von chronischen Infektionen. Ergebnisse publiziert in “Molecular Cell” zeigen neue Perspektiven auf, wie die Behandlung von chronischen Infektionen, beispielsweise durch erzwingen Bakterien zu wecken.
Die schlafenden Bakterien
Bakterien sind in der Lage, in einen tiefen Schlaf fallen. Diese ruhenden Bakterien sind so genannte “persisters”, und Sie finden sich in jeder Art der bakteriellen population untersucht, so weit, darunter wichtige menschliche Krankheitserreger. Aus Patienten Sicht, persisters sind unerwünschte als Ihre schlafenden Zustand macht Sie unempfindlich gegen Antibiotika.
Diese ruhenden Bakterien kann aufwachen und spontan besiedeln die Gastgeber, was zu einer Wiederkehr der Infektion. Daher persisters sind im Zusammenhang mit dem scheitern der Antibiotika-Therapie, wenn Sie nicht getötet durch das Immunsystem. Bis jetzt war es nicht bekannt, wie diese Zellen waren in der Lage, um wieder aus dem ruhenden in den aktiven Zustand. Diese neuen Ergebnisse bieten Einblick, wie persisters aufwachen.
Breaking links zu Erwachen
Um zu untersuchen, wie persisters aufwachen, verwendeten die Wissenschaftler eine E. coli-Modell-system basierend auf HokB. HokB ist ein Peptid-eine kleine Cousine von Proteine — von dem bekannt ist, fördern die Entwicklung von persister-Zellen durch die Bildung von Poren in der bakteriellen Zellmembran. Dies führt zu einem schnellen Verlust von Energie, wodurch die Bakterien in eine niedrig-Energie-Zustand oder tiefen Schlaf. Wichtig ist, dass diese pore formation ist nur möglich, wenn zwei HokB Peptide miteinander verknüpft sind. Die Erweckung dieser schlafenden Bakterien ist nur möglich, wenn die Verbindung zwischen den Peptiden ist gebrochen. Dies wiederum bricht die pore. Nur wenn die pore ist abgebaut, die Zellen sind in der Lage Energie wieder durch den Verzehr von Nährstoffen.
Lead-Autor Dorien Wilmaerts (VIB-KU Leuven Center for Microbiology) sagt: “vergleichen kann Man diesen Prozess mit einer durchbohrten Reifen: nehmen Sie den spike ersten, und bläst dann wieder. Tut es die andere Weise herum macht keinen Sinn.”
Loszuwerden chronischen Infektionen
Persister Zellen sind verantwortlich für chronische Infektionen, die immer wieder zurückkehren. Beispiele dafür sind Infektionen der Harnwege, die durch Escherichia coli, Infektionen der Lunge bei Mukoviszidose-Patienten durch Pseudomonas aeruginosa oder Tuberkulose durch Mycobacterium tuberculosis. Wie persister-Zellen wake up ist eine schon lange bestehende Frage, in der persistence-Forschung. Diese Arbeit ist die erste, um eine detaillierte mechanistische Verständnis des erwachenden Mechanismus und öffnet neue Perspektiven auf eine Stimulierung des Erwachens tief ruhenden Zellen.
Prof. Jan Michiels (VIB-KU Leuven), sagt: “die Ergebnisse aus dieser Arbeit kann uns helfen, zu entdecken, neuartige Moleküle und neue Strategien zur Eradikation persisters. Kombinationen von Molekülen stimuliert Erwachen zusammen mit klassischen Antibiotika auszurotten chronische Infektionen.”
Finanzierung
Diese Arbeit wurde unterstützt durch Zuschüsse aus dem FWO (G055517N, G047112N, G0B2515N) und dem Interuniversity Attraction Pole-Belgian Science Policy Office IAP-BELSPO (IAP P7/28).
