Legionellen verstecken sich in Zellen des Immunsystems

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Legionellen vermehren sich besonders gut in Fresszellen des Immunsystems – mittels Transportbläschen als Vorhut, die krankmachende Stoffe enthalten.

Legionellen verursachen beim Menschen unterschiedliche Krankheiten: von grippalen Infekten bis zu schweren, lebensbedrohlichen Lungenentzündungen. Diese Bakterien sind weltweit verbreitete Umweltkeime, die auch in geringer Anzahl natürlich in Gewässern und auch im Grundwasser vorkommen.

Ideale Temperaturen für Legionellen sind 25 °C bis 45 °C, über 60 °C sterben sie ab, unterhalb von 20 °C können sie sich kaum noch fortpflanzen. Die Bakterien werden durch Wasser und auch vernebeltes Wasser übertragen, wodurch Tröpfchen auch in der Luft verbreitet und folglich eingeatmet werden können. Beim Trinken steckt man sich allerdings selten an – nur durch Verschlucken von Wasser über die Luftröhre in die Lunge.

Legionellen-Bakterien vermehren sich besonders gut in den Fresszellen des menschlichen Immunsystems. Dabei werden Transportbläschen als Vorhut eingesetzt, die krankmachende Stoffe enthalten. Diese Entdeckung von Marburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Professor Dr. Bernd Schmeck – dem Team des Forschungsverbundes „Universites of Giessen and Marburg Lung Center“ (UGMLC) – wurde nun in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts „PLoS Pathogens“ publiziert.

 

Legionellen schwächen das Immunsystem mit Vesikel

Die stäbchenförmigen Legionellen-Bakterien tricksen das Immunsystem aus, indem sie sich in dessen Zellen – den sogenannten Makrophagen – verstecken. „Wir haben erstmals untersucht, wie sich eine Vorbehandlung mit Transportbläschen auf eine anschließende Legionellen-Infektion auswirkt“, erklärt Mitverfasser Bernd Schmeck, der die zugrunde liegende Forschungsarbeit leitete.

Die sogenannten Vesikel – abgeschnürte Bläschen aus der Zellhülle von Legionellen und andere Bakterien –enthalten krankmachende Substanzen – zum Beispiel Enzyme, aber auch Lipopolysaccharide – aus der äußeren Hüllmembran der Bakterien. Vesikel ermöglichen den Bakterien, auch entferntere Ziele zu infizieren.

 

Vesikel führen zu stärkerer Vermehrung in Makrophagen

Schmecks Team behandelte Zellen von Mensch und Maus mit Legionellen-Vesikeln. Das Ergebnis: Zunächst ruft die Behandlung eine Immunreaktion hervor, nämlich eine Freisetzung von Entzündungsstoffen, so genannten Zytokinen. Wenn aber die Infektion mit Vesikeln anhält, so führt sie zu einer stärkeren Vermehrung von Legionellen in den betroffenen Makrophagen. Die Wirtszellen weisen eine erhöhte Anzahl von Hohlräumen auf, in denen sich Bakterien befinden, während die Zytokinproduktion abnimmt. „Die Bakterienlast liegt um das Doppelte höher als ohne Vorbehandlung“, erläutert die Erstautorin Anna Lena Jung.

Die Vesikel bewirken also, dass Fresszellen des Immunsystems sich zu einer Brutstätte für Bakterien wandeln, ohne sich effizient gegen die Krankheitserreger wehren zu können. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Vesikel die Ausbreitung von Legionellen im Wirtsgewebe fördern“, resümiert Schmeck.

Quelle: http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2012d/1130b

Publikation: Anna Lena Jung & al.: Legionella pneumophila-derived outer membrane vesicles promote bacterial replication in macrophages, PLoS Pathogens 22. 4. 2016

Professor Dr. Bernd Schmeck – Leiter des Institut für Lungenforschung an der Philipps-Universität – ist Mitglied im Deutschen Zentrum für Lungenforschung. Die Arbeit an der aktuellen Veröffentlichung wurde durch den transregionalen Sonderforschungsbereich TR84 der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell gefördert.

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