Wien. (gral) Ist der Körper von krankheitsverursachenden Bakterien befallen, ist es oft schwierig, diese wieder loszuwerden. Denn auch Antibiotika sind angesichts der immer breiter gestreuten Resistenzen heutzutage kein Allheilmittel mehr. Wiener Wissenschafter des Instituts für Molekulare Biotechnologie (Imba) könnten jetzt einen Grundstein für die Entwicklung neuer Arzneien gelegt haben, wie sie im Fachblatt "Nature Structural and Molecular Biology" darstellen.

Bakterien gehen sehr gefinkelt vor, wenn es um das Eindringen in die Zellen geht. Bei einer Attacke bauen sie viele nadelartige Fortsätze auf, über die sie die Wirtszelle infizieren. Signalstoffe dringen durch die hohlnadelartige Struktur ein, programmieren die Zelle um und können deren Abwehr überwinden. Danach haben es die Krankheitserreger leicht.

Sie können ungehindert in großer Zahl in die Zellen eindringen und damit Krankheiten wie Typhus, Pest oder Cholera auslösen. Bis dato war ungeklärt, wie diese Signalstoffe den Infektionsapparat passieren, ehe sie die Abwehr der Körperzellen überwinden.

Auf die Faltung kommt es an


Bereits 2006 haben Thomas Marlovits, Gruppenleiter für Struktur- und Systembiologie am Imba, und seine Forschungsgruppe darstellen können, wie diese "Nadeln" aussehen. Die von den Bakterien in die Zellen injizierten Proteine führen zu einer Veränderung des Zellskeletts. Es kommt an der Oberfläche zu Ausbuchtungen, welche das Eindringen der Bakterien erleichtern, heißt es in der aktuellen Nachfolgearbeit.

Für ihre Forschungen verwendeten die Wissenschafter ein Kryo-Elektronenmikroskop und "fotografierten" die Abläufe. Dies ermöglichte eine dreidimensionale Rekonstruktion aus mehreren tausend Einzelbildern. In Kombination mit der sogenannten Kyro-Elektronentomographie konnten die Forscher den Transport der Signalstoffe durch den Kanal quasi in Echtzeit beobachten: Die Signalproteine sind in den Bakterien in Form von Kügelchen gefaltet. Um durch die Nadeln zu kommen, müssen sie von Enzymen zu einfachen Ketten von Aminosäuren entfaltet werden. In der Zelle erfolgt dann wieder die Faltung.

In der Infektionsbiologie könnten die Erkenntnisse zur Entwicklung einer neuen Antibiotika-Generation beitragen. "Die Funktionsfähigkeit des Sekretionssystems könnte gezielt beeinträchtigt werden, indem etwa ein neuartiges Transportprotein in den Nadelkomplex eingeschleust wird, das dann entweder den Nadelkanal verstopft oder verhindert, dass die Signalstoffe richtig entfaltet werden und den Kanal passieren können", so Marlovits.