Bakterielle "Schläferzellen" weichen Antibiotika aus und schwächen die Abwehr gegen Infektionen

Wie bakterielle "Persisterzellen" unser Immunsystem manipulieren

11.12.2018 - Großbritannien

Neue Forschungen von Wissenschaftlern des Imperial College London zeigen, wie so genannte bakterielle Persisterzellen unsere Immunzellen manipulieren, und eröffnen potenziell die Möglichkeit, neue Wege zu finden, diese Bakterienzellen aus dem Körper zu entfernen und das Wiederauftreten der bakteriellen Infektion zu stoppen. Die neuesten Erkenntnisse können helfen zu erklären, warum einige Menschen trotz der Einnahme von Antibiotika an wiederholten Krankheitsschüben leiden.

In der vom Medical Research Council, dem Lister Institute und EMBO finanzierten Studie untersuchten die Wissenschaftler Bakterienzellen von Salmonellen, die sogenannten Persister. Wann immer Bakterien wie Salmonellen in den Körper eindringen, treten viele der Bakterien in eine Art Standby-Modus als Reaktion auf einen Angriff des körpereigenen Immunsystems ein, was bedeutet, dass sie nicht durch Antibiotika getötet werden. Diese Bakterien verharren in den Zellen und können für Tage, Wochen oder sogar Monate in diesem ruhenden Zustand der "Schlafzellen" bleiben. Wenn die Antibiotikabehandlung eingestellt wurde und einige dieser Bakterienzellen wieder zum Leben erwachen, können sie eine weitere Infektion auslösen. Dr. Sophie Helaine, Senior-Autorin der Forschung des MRC-Zentrums für Molekulare Bakteriologie und Infektion in der Medizinischen Abteilung von Imperial, erklärte: " Persister sind oft der Verursacher von wiederholten oder schwer zu behandelnden Infektionen. Das klassische Szenario ist, dass eine Person an einer Art von Krankheit leidet - wie z.B. einer Harnwegsinfektion oder Ohrinfektion - und Antibiotika einnimmt, die die Symptome stoppen, nur damit die Infektion einige Wochen später zurückkehrt."

Diese persistenten Zellen entstehen, wenn Bakterien von Makrophagen aufgenommen werden, also menschlichen Immunzellen, die eine Schlüsselrolle beim Schutz des Körpers vor Infektionen durch verschlingende Bakterien und Viren spielen. Einmal in der Makrophage angekommen, kann der Persister in einem Zustand existieren, in dem Antibiotika ihn wochen- oder gar monatelang nicht abtöten können. Persister wurden 1944 entdeckt und galten als ruhende, inaktive Bakterien, die tief im Körper liegen und als Zeitbombe für einen Rückfall dienen. In der neuesten Forschung zeigen die Wissenschaftler, dass die Persistenzen, während sie sich in den Immunzellen des Körpers verstecken, tatsächlich in der Lage sind, die Abtötungsfähigkeit der Makrophagen zu schwächen.

Die Arbeiten wurden in Zusammenarbeit mit dem Vogel-Labor am Helmholtz-Institut für RNA-basierte Infektionsforschung in Deutschland, einem Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung, durchgeführt. Dr. Peter Hill, Mitautor der Studie, erklärte: "Früher dachte man, die Register seien völlig inaktiv. Die Realität, die wir hier offenbart haben, ist jedoch viel beängstigender. Sie brechen die Abwehrkräfte von innen heraus ab und schwächen die Kraft der Makrophagen - die ein wichtiger Bestandteil unseres Arsenals gegen Infektionen sind. Das bedeutet, dass die Antibiotikabehandlung, sobald sie aufhört, ein viel besseres Umfeld für einen weiteren Infektionsausbruch oder sogar eine völlig neue Infektion durch ein anderes Bakterium oder Virus geschaffen haben könnte."

Obwohl Wissenschaftler in dieser Forschung die Salmonelleninfektion von Mausmakrophagen untersucht haben, sind viele Arten von Bakterien, die häufig Krankheiten verursachen, dafür bekannt, dass sie beim Menschen Persistenzen bilden, einschließlich E.coli und dem für Tuberkulose und Salmonellen verantwortlichen Bazillus selbst. Die Wissenschaftler untersuchen nun, ob es eine Möglichkeit gibt, den Spieß gegen die Bakterien zu wenden, und ob sie den Mechanismus angreifen können, durch den die Persistenzen unsere Immunzellen schwächen. Dr. Helaine fügte hinzu: "Obwohl diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass die Persister eine tiefere Wirkung auf unsere Immunabwehr haben, als bisher angenommen, zeigen sie auch eine mögliche bakterielle Schwäche. Persister sind schwer zu behandeln, da sie für Antibiotika unsichtbar sind, aber es kann sein, dass dieser Mechanismus der Schwächung unserer Immunzellen eine Verwundbarkeit dieser Persister sein könnte. Wir könnten diesen Mechanismus gezielter einsetzen und schwer zu behandelnde Infektionen effizienter bekämpfen."

Originalveröffentlichung

Stapels, Daphne A. C. and Hill, Peter W. S. and Westermann, Alexander J. and Fisher, Robert A. and Thurston, Teresa L. and Saliba, Antoine-Emmanuel and Blommestein, Isabelle and Vogel, Jörg and Helaine, Sophie; "Salmonella persisters undermine host immune defenses during antibiotic treatment"; Science; 2018

https://www.bionity.com/de/news/159332/bakterielle-schlaeferzellen-weichen-antibiotika-aus-und-schwaechen-die-abwehr-gegen-infektionen.html