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PhoP - Tuberkulose hat einen Wecker

Freitag, 22. Februar 2008

Berlin – Eine Mutation im Gen für das Protein PhoP ist offenbar für den Aktivitätszustand des Tuberkuloseerregers Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) verantwortlich. Das geht aus den Experimenten von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin hervor. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Cell Host&Microbes (2008; 3: 97).

Weltweit stecken sich täglich mehr als 100.000 Menschen mit dem M. tuberculosis an, aber nicht bei allen löst der Erreger sofort die Krankheit aus. In einem Zustand niedriger Aktivität, eingesperrt in eine Kapsel, die der Wirtsorganismus zum Schutz gebildet hat, überdauert er, ohne sich zu vermehren. Sogar nach zehn oder zwanzig Jahren kann er erwachen und Tuberkulose auslösen, zum Beispiel, wenn schlechte Ernährung oder eine zusätzliche Krankheit das Immunsystem seines Wirts schwächen. Die Arbeitsgruppe vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin hat jetzt ein Gen gefunden, das eine wichtige Rolle bei der Regulations des Aktivitätszustands spielt.

Die Forscher nutzten für ihre Beobachtungen die Vielfalt des Erregers. M. tuberculosis kommt in zahlreichen Varianten vor: Der Stamm H37Rv zum Beispiel löst Tuberkulose aus. Der Stamm H37Ra hingegen ist harmlos. Er vermehrt sich nicht in seinen Wirtszellen und sein Stoffwechsel verharrt in einem dauerhaften Ruhezustand. Für Wissenschaftler ist dieser Stamm daher ein Modell für die Ruhephase während einer latenten Tuberkuloseinfektion.

„Dem unterschiedlichen Verhalten der zwei Stämme liegen winzige genetische Unterschiede zu Grunde“, sagt Stefan Kaufmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin. Kaufmann und Kollegen haben die Gene der beiden Erreger-Varianten Basenpaar für Basenpaar verglichen und beim harmlosen H37Ra-Stamm unter anderem eine Punktmutation in dem Gen gefunden, das für das Regulatorprotein PhoP kodiert. Genau diese Mutation trägt dazu bei, dass H37Ra keine Krankheit auslöst. Das konnten die Wissenschaftler in zwei darauf folgenden Experimenten zeigen.

So fügten sie zunächst die intakte Form des PhoP-Gens in das Genom des harmlosen Erregers ein, der daraufhin aus seinem Schlummer erwachte. Er begann sich zu teilen und sich in den Wirtszellen zu vermehren. „Ein intaktes PhoP ist also offenbar notwendig, damit das Bakterium die Schwindsucht auslösen kann“, sagte Kaufmann. Um die Frage zu beantworten, welche Zielgene davon betroffen sind, verglichen die Immunologen die zwei Stämme miteinander. Sie prüften, welche Gene beim harmlosen Stamm übermäßig häufig oder übermäßig selten abgelesen werden. Dabei stießen die Forscher auf eine erhöhte Menge von Genabschriften des sogenannten Dormanz-Regulons.

Diese Gruppe von Genen kodiert Proteine, die den Ruhezustand eines Tuberkulose-Bakteriums einleiten und aufrechterhalten. Die Mutation im Gen PhoP führt offenbar dazu, dass die Menge dieser Proteine sich erhöht. „Wahrscheinlich unterdrückt das intakte PhoP die Gene des Dormanz-Regulons und leitet so das Erwachen des Bakteriums ein“, so der Max-Planck-Forscher. Eine defekte Version des Proteins hingegen macht Tuberkulose-Bakterien weniger gefährlich, denn es verhindert das Aufwachen. Ob es in Zukunft ein Medikament geben wird, mit dem man dieses Gen gezielt ausschalten kann, muss noch offen bleiben. © hil/aerzteblatt.de

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