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Auslöser für molekulare Giftspritze entschlüsselt

18. Oktober 2016

LMU-Wissenschaftler haben ein Molekülpaar identifiziert, das entscheidend daran beteiligt ist, dass das Magenbakterium Helicobacter pylori Krankheiten auslöst.

helicobacter Helicobacter pylori. Bild: R. Haas, Max von Pettenkofer-Institut

Das stäbchenförmige Bakterium Helicobacter pylori besiedelt den menschlichen Magen und kann dort unter anderem Gastritis, Magengeschwüre und Krebs auslösen. Mithilfe bestimmter Rezeptoren bindet es an die Epithelzellen der Magenschleimhaut. Wissenschaftler um Professor Rainer Haas vom Max von Pettenkofer-Institut der LMU haben nun bislang unbekannte Rezeptoren identifiziert, die an der Krankheitsentstehung direkt beteiligt sind. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Wissenschaftler in der neuen Ausgabe des Magazins Nature Microbiology.

Die chronische Infektion der Epithelzellen der Magenschleimhaut gilt als wichtiger Risikofaktor für Magenkrebs. Um die Mechanismen der Infektion besser zu verstehen, untersuchte Haas mit seinem Team, welche Rezeptoren an der Bindung zwischen Bakterium und Wirtszelle beteiligt sind. „Dabei konnten wir neue Rezeptoren auf der Oberfläche der Epithelzellen identifizieren, die sogenannten CEACAMs“, sagt Haas. „Im Gegensatz zu den bisher bekannten Rezeptoren sind CEACAMs Glykoproteine, wobei die Zucker keine Rolle für die Bindung spielen. Sie stellen damit einen bislang unbekannten Rezeptortyp für H. pylori dar.“ Auf bakterieller Seite vermittelt das Protein HopQ die Bindung, wirkt also als Adhäsin, wie die Wissenschaftler nachweisen konnten.

Das Molekülpaar ist aber nicht nur für die Bindung der Bakterien an ihre Wirtszellen wichtig, sondern auch für die pathogene Wirkung der Bakterien: Krankheitsauslöser ist das bakterielle Protein CagA, das von besonders pathogenen H. pylori –Stämmen über einen nadelartigen Fortsatz in die Epithelzellen der Magenschleimhaut injiziert wird. Dieses molekulare Injektionssystem wird erst durch die Bindung des bakteriellen Proteins an die Proteine der Epithelzellen in Gang gesetzt, wie die Wissenschaftler zeigen konnten. Haas geht davon aus, dass H. pylori die Funktion der Epithelzellen beeinflusst, indem es eine Signalkaskade in den Wirtszellen auslöst. Welcher Art diese Signale sind, will Haas in zukünftigen Projekten untersuchen. Dabei hat er auch eine mögliche therapeutische Anwendung im Blick: „Spezifische Inhibitoren der HopQ-CEACAM-Interaktion könnten eine Infektion entweder komplett verhindern oder die CagA Injektion unterbinden“, sagt Haas.

Bestätigt werden die Ergebnisse von Haas‘ Team durch unabhängige Forschungsarbeiten von Wissenschaftlern um Professor Markus Gerhard von der Technischen Universität München (TUM) und PD Dr. Bernhard B. Singer von der Universität Duisburg-Essen. Deren Publikation zu diesem Thema ist ebenfalls in der aktuellen Ausgabe von „Nature Microbiology“ erschienen. Die Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und vom Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) unterstützt.

Quelle: Pressemitteilung LMU (Text und Bildnachweis)