Wie Bakterien das Immunsystem überlisten

Köln – Salmonellen-Bakterien gelingt es immer wieder, das menschliche Immunsystem zu umgehen und Magen-Darm-Erkrankungen auszulösen. Forscher um Nirmal Robin­son vom Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD in Köln haben jetzt einen Mecha­nismus entdeckt, wie das gelingt. Die Ergebnisse hat das Fachjournal PLoS Pathogens veröffentlicht (2017; doi: 10.1371/journal.ppat.1006227).

Mit 13.823 gemeldeten Fällen in Deutschland im Jahr 2015 gehören Salmonellen-Erkrankungen zu den häufigen Infektionen. Von diesem Organismus ist bekannt, dass er der sogenannten Autophagie entkommt. „Man kann sich Autophagie wie den Staub­sauger der Zelle vorstellen“, erläutert Robinson, „sie hält die Zelle sauber durch Ab­bauen und Entfernen von Krankheitserregern oder beschädigten Teilen der Zelle.“ Dadurch wird die Anhäufung von zellulärem Abfall verhindert und die Funktion der Zell­bestandteile bleibt erhalten.

Bei Infektionen tritt ein Energieverlust auf, der normalerweise Autophagie auslöst. Normalerweise wird dieser Energieverlust in der Zelle laut der Arbeitsgruppe von dem Eiweiß AMPK bemerkt. Sirtuine sind eine weitere Art von Stoffwechselsensoren, deren Funktion von dem Stoffwechselprodukt NAD+ abhängt. AMPK und die Sirtuine tragen gemeinsam dazu bei, dass die Autophagie ausgelöst wird.

Die Kölner Gruppe hat nun Immunzellen mit dem Erreger infiziert. Erwartungsgemäß sank das Energielevel. Dann war zu erwarten, dass AMPK aktiviert würde – was auch geschah, aber nur für eine sehr kurze Zeit. Obwohl das Energielevel niedrig blieb, konn­te die Zelle die Aktivierung der Autophagie nicht erhalten. Weitere Untersuchungen des Prozesses enthüllten den Mechanismus: Bald nach der Infektion werden die für die Aus­lösung der Autophagie benötigten Proteine in den Lysosomen der Zellen abgebaut. „Das Pathogen nimmt also die Maschinerie auseinander, indem es sie für den Abbau markiert – und so dem Immunsystem entkommt“, so der Forscher.

Die Forschungsergebnisse sind nicht nur für den Verlauf von Infektionen bedeutsam. In Krebszellen zum Beispiel ist die Autophagie hochreguliert, damit sie schnell wachsen und Stress überstehen können. Die Forscher würden gerne in den Prozess eingreifen und das Level der Autophagie erhöhen – etwa bei Infektionen – und senken – zum Beispiel bei Krebserkrankungen.

hil