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Sind Urbakterien pazifistische Mikroben?

Von Alexandra Grass

Wissen
In den 1970er Jahren wurden die Urbakterien von Forschern in heißen Quellen, wie hier eine im Yellowstone National Park, entdeckt.
© Wikimedia Commons / Jim Peaco / Yellowstone National Park

Die Mikrobiologin Christine Moissl-Eichinger forscht an der Uni Graz an den noch rätselhaften Archaeen.


Der menschliche Körper ist von einer Unzahl an Mikroorganismen besiedelt. Dazu zählen auch die Urbakterien. Da bis heute nicht klar ist, ob sie an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind oder "immer nur auf der netten Seite des Lebens stehen", wie es die Mikrobiologin Christine Moissl-Eichinger von der Medizinuni Graz im Gespräch mit der "Wiener Zeitung" formuliert, sind die heute Archaeen genannten Mikroorganismen im Menschen etwas in Vergessenheit geraten. Eines weiß man definitiv über sie: In Kühen, aber auch im Menschen, produzieren sie das vielberüchtigte Methangas, das immer wieder als einer der Übeltäter für die Klimaerwärmung genannt wird.

Archaeen bilden eine der drei Domänen, in die alle zellulären Lebewesen eingeteilt werden. Die anderen beiden sind die Bakterien, die mit den Archaeen zu den Prokaryoten zusammengefasst werden, und die Eukaryoten. Vom Namen Urbakterien sei man abgekommen, weil sie sich deutlich von Bakterien unterscheiden, erklärt die Forscherin.

Stiefmütterlich behandelt

Man kennt sie seit den 1970er Jahren. Damals waren sie als extremophile Mikroben - Lebewesen, die unter extremen Umweltbedingungen gedeihen - bekannt worden. In erster Linie waren sie in heißen Quellen und vulkanischer Umgebung entdeckt worden. Seit den 1980er Jahren hat man sie, aus menschlichem Darm und im Rumen - einem der Vormägen - von Kühen, isoliert. Dort sind sie Teil des Mikrobioms und notwendig für die Verdauung. Gut eingeschlossen und inaktiv existieren sie ebenso im Permafrostboden. Aber nur, solange es nicht wärmer wird. Denn taut er auf, sind auch die Urbakterien wieder aktiver - und produzieren beträchtliche Mengen an Methangas.

Im Menschen werden sie von der Forschung nach wie vor stiefmütterlich behandelt. Bis heute sind keine krankmachenden Vertreter bekannt. Weil ihre Funktionen nicht so eindeutig zuzuordnen sind, sei die Medizin wieder von ihnen abgerückt.

Moissl-Eichinger hingegen beschäftigt sich mit den besonderen Lebewesen. Sie hat ursprünglich begonnen, an ungewöhnlichen Orten nach ihnen zu suchen. So ist sie etwa in Reinräumen fündig geworden. "Wenn man sie dort findet, dann sind sie mit dem Menschen assoziiert", so die Forscherin, "weil Menschen im Gegensatz zu den Gegenständen und Instrumenten nicht sterilisiert werden können." Schließlich ist sie auch auf der Haut und im Darm auf die Mikroben gestoßen. Daten zur Mikrobenzusammenstellung im Darm gibt es Sonderzahl, doch in Bezug auf die Archaeen hatte sie noch niemand ausgewertet.

Bisher viel übersehen

"Wir haben die Signaturen erkannt und sie in einer Studie zusammengestellt", erklärt Moissl-Eichinger. Dabei ist sie draufgekommen, dass bisher viel übersehen wurde. Etwa, dass der häufigste archaeelle Vertreter, Methanobrevibacter smithi, eigentlich aus zwei Arten besteht und dass diese Gruppe zudem vielfältiger ist als angenommen.

Erst jüngst hatte das Forscherteam um die Mikrobiologin einen Katalog aus mehr als 1.000 Archaeengenomen vorgelegt. Dabei wurden drei Gattungen, 15 Arten und 52 Stämme neu identifiziert.

Jetzt will man ins Detail gehen. "Was machen sie alle?" Offenbar gibt es doch welche, die eindeutiger mit Krankheiten zusammenhängen. Doch ob sie dafür verantwortlich sind oder eine begleitende Rolle spielen, ist noch nicht klar.

Viele von ihnen haben auch schon einen Namen. Ein Wichtiges unter ihnen ist Methanosphaera stadtmanae. "Auf dieses reagiert unser Immunsystem sehr ausgeprägt." Es gebe erste Einblicke, dass dieses Archaeon eines sein könnte, das mit Entzündungsprozessen im Körper etwas zu tun haben könnte. In Versuchen, in denen diese Archaeen mit Immunzellen zusammengebracht worden waren, zeigten diese eine starke Reaktion.

Methan produzieren nicht nur die Wiederkäuer, sondern auch Menschen in unterschiedlichem Ausmaß. Etwa 20 Prozent der Bevölkerung zählen zu den Hochmethanproduzenten. Das lässt sich mit einem Atemmessgerät untersuchen. Dabei haben die Forscher festgestellt, dass vor allem Personen, die ballaststoffreich essen, einen höheren Ausstoß an Methan haben. Diese Menschen "sind eher gesund und schlank, kommen besser mit geringerer Vitaminaufnahme aus und werden auch älter", betont die Forscherin im Gespräch.

Durchaus sehe man bei bestimmten Erkrankungen, dass Archaeen eine Rolle spielen könnten. Bei Zahnfleischerkrankungen scheine es so zu sein, dass die Archaeen mit den dort angesiedelten Bakterien zusammenarbeiten, die diese Entzündung auslösen.

Wirkung auf Immunsystem

Das nächste Gebiet, auf das die Forscherin einen genaueren Blick werfen möchte, ist, ob die Archaeen mit dem Alterungsprozess zusammenhängen beziehungsweise damit, ob ein Mensch gesund oder nicht gesund altert. In einer aktuellen Studie widmet sich Moissl-Eichinger der Grazer Bevölkerung im mittleren und späteren Alter, um hier Vergleiche anstellen zu können.

Auch wäre es wichtig, Interaktionen mit dem Immunsystem zu erforschen. Dabei gehe es darum, was die Archaeen bilden, welche Produkte sie hervorbringen und wie das das Immunsystem möglicherweise beeinflusst.

"Wir wollen verstehen, ob sie nie pathogen sein können. Aber ich kann nicht glauben, dass solch pazifistische Mikroben existieren, die keinen einzigen Krankheitserreger hervorgebracht haben", meint die Forscherin.