P. aeruginosa-Bakterien produzieren ein Molekül, das Zellen des Immunsystems lähmt

Forscher aus Freiburg und Straßburg haben eine starke immunologische Wirkung des Moleküls LecB entdeckt – und einen Weg, sie zu verhindern.

Bakterien der Art Pseudomonas aeruginosa sind antibiotikaresistente Krankenhauskeime, die durch Wunden in Blut, Lunge und andere Gewebe gelangen und lebensbedrohliche Infektionen verursachen können. In einem gemeinsamen Projekt haben Forscher der Universitäten Freiburg und Straßburg in Frankreich einen Mechanismus entdeckt, der wahrscheinlich zur Schwere von P.-aeruginosa-Infektionen beiträgt. Gleichzeitig könnte es ein Ziel für zukünftige Behandlungen sein. Die Ergebnisse sind kürzlich im Fachblatt erschienen EMBO-Berichte.

Viele Bakterienarten verwenden zuckerbindende Moleküle namens Lektine, um sich an Wirtszellen anzuheften und in diese einzudringen. Lektine können auch die Immunantwort auf bakterielle Infektionen beeinflussen. Diese Funktionen sind jedoch kaum erforscht. Ein Forschungskonsortium unter Leitung von Prof. Dr. Winfried Römer vom Exzellenzcluster CIBSS – Center for Integrative Biological Signalling Studies der Universität Freiburg und Prof. Dr. Christopher G. Mueller vom IBMC – Institute of Molecular and Cell Biology at the Das CNRS/Universität Straßburg hat die Wirkung des Lektins LecB aus P. aeruginosa auf das Immunsystem untersucht.

Es stellte sich heraus, dass isoliertes LecB Immunzellen unwirksam machen kann: Die Zellen sind dann nicht mehr in der Lage, durch den Körper zu wandern und eine Immunantwort auszulösen. Die Gabe einer gegen LecB gerichteten Substanz verhinderte diesen Effekt und führte dazu, dass sich die Immunzellen wieder ungehindert bewegen konnten.

LecB versperrt Immunzellen den Weg

Sobald sie eine Infektion wahrnehmen, wandern Zellen des angeborenen Immunsystems zu einem nahegelegenen Lymphknoten, aktivieren dort T- und B-Zellen und lösen eine gezielte Immunantwort aus. LecB verhindert laut aktueller Studie diese Migration. „Wir gehen davon aus, dass LecB dabei nicht nur auf die Immunzellen selbst einwirkt, sondern auch eine unerwartete Wirkung auf die Zellen hat, die das Innere der Blut- und Lymphgefäße auskleiden“, erklärt Römer. „Wenn LecB an diese Zellen bindet, löst es umfangreiche Veränderungen in ihnen aus.“

Tatsächlich beobachteten die Forscher, dass wichtige Strukturmoleküle ins Zellinnere verlagert und abgebaut wurden. Gleichzeitig wurde das Zellskelett steifer. „Die Zellschicht wird so zu einer undurchdringlichen Barriere für die Immunzellen“, sagt Römer.

Ein wirksames Mittel gegen LecB

Kann dieser Effekt verhindert werden? Um das herauszufinden, testeten die Forscher einen spezifischen LecB-Hemmer, der den Zuckerbausteinen ähnelt, an die LecB sonst bindet. „Der Hemmstoff verhinderte die Veränderungen in den Zellen, die T-Zell-Aktivierung war wieder möglich“, fasst Müller die vielversprechenden Ergebnisse der aktuellen Studie zusammen. Entwickelt wurde der Hemmstoff von Prof. Dr. Alexander Titz, der am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung des Saarlandes und der Universität des Saarlandes forscht.

Weitere Studien sind erforderlich, um festzustellen, wie klinisch relevant die Hemmung des Immunsystems durch LecB für die Ausbreitung einer P.-aeruginosa-Infektion ist und ob der LecB-Inhibitor Potenzial für eine therapeutische Anwendung hat. „Die aktuellen Ergebnisse liefern einen weiteren Beweis dafür, dass Lektine ein nützliches Ziel für die Entwicklung neuer Therapien sind, insbesondere für antibiotikaresistente Krankheitserreger wie P. aeruginosa“, schlussfolgern die Autoren.