Giftwirkung von Darmbakterien aufgeklärt
Die Arbeitsgruppe des Freiburger Pharmakologen Prof. Dr. Klaus Aktories, Mitglied des Exzellenzcluster BIOSS, hat zusammen mit amerikanischen Kollegen den Zellrezeptor für den Giftstoff CDT-Toxin des Bakteriums Clostridium difficile entdeckt. Diese Keime verursachen häufig Darmentzündungen nach einer Behandlung mit Antibiotika. Die Ergebnisse der Studie sind in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen. Antibiotika schädigen Bakterien der normalen Darmflora, wodurch Clostridium difficile-Keime ungehindert wachsen können. Die Keime produzieren zwei typische Giftstoffe, die eine Entzündung der Dickdarmschleimhaut hervorrufen und sie zerstören. Folgen sind Durchfall sowie die Entzündungskrankheit Pseudomembranöse Kolitis, die vor allem bei älteren Patienten oft tödlich endet.
Eine rasche Verbreitung der Clostridium difficile-Sporen und ihre Resistenz gegenüber vielen Desinfektionsmitteln sowie die häufige Anwendung von Antibiotika führen dazu, dass Infektionen mit Clostridium difficile weltweit ein großes medizinisches und hygienisches Problem in Kliniken darstellen. Besonders beunruhigend ist das Auftreten so genannter hypervirulenter Stämme von Clostridium difficile, die mehr typische Gifte produzieren, gegen bestimmte Antibiotika resistent sind und darüber hinaus ein drittes Zellgift (CDT), das direkt am Zellskelett angreift, produzieren.
Die Freiburger Forscher haben gemeinsam mit Kollegen des Whitehead- Instituts/USA den Zellrezeptor dieses zusätzlichen Gifts von besonders virulenten Clostridien identifiziert. Bei der Rezeptorsuche haben die Wissenschaftler neue genetische Verfahren eingesetzt, die von Krebszellen ausgehen, die nur einen Chromosomensatz besitzen. Diese Krebszellen reagieren empfindlich auf das CDT-Toxin von Clostridium difficile und sterben durch die Gift-Wirkung ab. Forscher wussten bereits, dass dieses CDT-Toxin an einen Rezeptor auf der Oberfläche der Zellen bindet und dann über einen komplexen Aufnahmeweg in das Zellinnere gelangen kann. Der Rezeptor war allerdings nicht bekannt.
Die Forscher konnten zeigen, dass Zellen, die unempfindlich gegenüber dem CDT-Toxin sind, durch den Rezeptor empfindlich reagieren. Die Ergebnisse der Forschung ermöglichen es, neue Strategien zu entwickeln, die die Aufnahme des Gifts in Zielzellen verhindern können.
Der Originaltitel der Veröffentlichung:
Panagiotis Papatheodorou et. al.: Lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR) is the host receptor for the binary toxin Clostridium difficile transferase (CDT). Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Sep 19. [Epub ahead of print], doi: 10.1073/pnas.1109772108