Forschung – Proteine stören die Kommunikation zwischen Bakterien

Vor äußeren Einflüssen geschützt, können Bakterien in Biofilmen ungestört wachsen und Krankheiten auslösen.Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel erforschen, wie bereits die Entstehung von Biofilmen verhindert werden kann. Darauf basierend könnten Alternativen zu Antibiotika entwickelt werden, gegen die viele Krankheitserreger häufig bereits resistent sind. Ihre Studienergebnisse veröffentlichten sie Ende Juli in der Fachzeitschrift Frontiers in Microbiology (DOI: 10.3389/fmicb.2016.01098).

Pathogene Bakterien stellen ein besonderes Problem dar, da sie in einem Biofilm nicht mehr durch normale Antibiotikagabe angreifbar sind. „Eine Möglichkeit, Krankheiten zu verhindern, ist Biofilme gar nicht erst entstehen zu lassen“, sagt deshalb R. Schmitz-Streit, Kiel. Um sich auf Oberflächen zu Zellansammlungen zusammenzulagern, müssen Bakterien über Signalmoleküle (sog. Autoinducer) miteinander kommunizieren. Wird diese Kommunikation unterbrochen, kann sich kein Biofilm bilden. Diese Zell-Zell-Kommunikation, das sog. „Quorum sensing“ (QS), kann durch störend eingreifende Biomoleküle („Quorum quenching“-Proteine, QQ) beeinflusst werden. „Proteine können diese Signalmoleküle abbauen oder so modifizieren, dass sie nicht mehr funktionsfähig sind“, erklärt Schmitz-Streit. Das kommunikationsstörende Protein QQ-2 zeigte sich in den Untersuchungen als besonders wirksam. „Dieses Protein ist sehr robust und kann viele verschiedene Biofilme verhindern“, erklärt Weiland-Bräuer. Frühere Studien konzentrierten sich eher darauf, eine bestimmte Sprache von Bakterien zu stören. „Das QQ-2-Protein ist dagegen auf eine ‚Universalsprache‘ ausgerichtet und kann die Kommunikation von verschiedenen Bakterien stören. Es ist also ein ‚genereller Störenfried‘.“ Kann die Kommunikation von pathogenen Bakterien bewusst gestört werden, hindert das die Bakterien daran, in Biofilmen zu wachsen und Krankheiten auszulösen.

Nach einer Mitteilung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel