Neu identifizierte Virulenzfaktoren von Paenibacillus larvae verbessern unser Verständnis der Pathogenese der AFB

Die Amerikanische Faulbrut (AFB) ist eine bakterielle Erkrankung der Bienenbrut, die durch das sporenbildende Bakterium Paenibacillus (P.) larvae verursacht wird. Nur die Sporen des Erregers sind infektiös und nur sehr junge Larven bis zu einem Alter von ca. 36 h nach Eischlupf sind empfänglich für eine Infektion. D.h., dass von vegetativen P. larvae-Bakterien keine Infektionsgefahr ausgeht und dass ältere Larven und vor allem auch erwachsene Bienen sich nicht infizieren können. P. larvae ist ein obligater Killer, der seinen Wirt, die Larve, nicht nur töten muss, sondern im Anschluss den Larvenkadaver vollständig zersetzen muss, damit am Ende die neu gebildeten Sporen im Brutnest von den Ammenbienen verbreitet werden können.

In den letzten 2 Jahrzehnten haben wir intensiv zur Virulenz von P. larvae und zur molekularen Pathogenese der P. larvae-Infektion geforscht. Wir haben die unterschiedlich virulenten P. larvae-Genotypen ERIC I und ERIC II im Detail charakterisiert und dabei mehrere Virulenzfaktoren sowohl identifiziert als auch funktionell charakterisiert. Das Chitin-abbauende Enzym CBP49 ist der Schlüsselfaktor während der invasiven Phase und damit für die Virulenz von P. larvae. Des Weiteren sind zur Überwindung des Darmepithels während der invasiven Phase für P. larvae ERIC I auch die AB-Toxine Plx1 und Plx2 und für P. larvae ERIC II das S-layer-Protein SplA relevant. Neu ist die Erkenntnis, dass für die weitere Ausbreitung der Bakterien bakterielle Kollagenasen zur Verfügung stehen. Wir haben auch gezeigt, dass P. larvae zu multizellulärem Verhalten in der Lage ist und sowohl schwärmen kann als auch Biofilme bildet. Eine Rolle hierbei spielt der Sekundärmetabolit Iturin und, wie wir jetzt zeigen können, auch die Flagellen von P. larvae. Mehrere von P. larvae synthetisierte Sekundärmetabolite haben antimikrobielle Aktivität und wir können jetzt zeigen, dass sie essenziell sind, um das Wachstum mikrobieller Konkurrenten zu unterdrücken.

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Article published online:
24 October 2024