Wenn Menschen krank werden, von bakteriellen Infektionen, die erste Priorität ist, um die Krankheit zu behandeln. Aber wo kommen diese Erreger stammen und wie Sie gedeihen in der Umgebung vor der Infektion Auftritt? Ein internationales team unter der Leitung von Matthias Horn vom Zentrum für Mikrobiologie und Umwelt-systemwissenschaften an der Universität Wien begegnet dieser Frage mit einem wichtigen bakteriellen Erreger, dass die Ursachen der Lungenkrankheiten. Die Ergebnisse Ihrer Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift mBio.
Legionella pneumophila ist der Erreger der Legionärskrankheit (Legionellose), eine atypische Lungenentzündung, die ist harmlos für gesunde Menschen, aber lebensbedrohlich sein kann für immungeschwächte Patienten. Die Zahl der Fälle von Erkrankungen durch Legionellen verursacht wurde, steigt weltweit seit dem Jahr 2000 mit 228 registrierten Fälle und 10 Todesfälle in österreich im Jahr 2017 allein. Der Letzte große Ausbruch in Europa ereignete sich in der italienischen Stadt Brescia im September 2018. Mehr als 400 Patienten litt an einer Lungenentzündung und mussten in den Krankenhäusern behandelt werden.
Das Natürliche habitat von Legionellen sind die Sedimente von Seen und Flüssen, aber Sie kommen auch in für Menschen gemacht Wasser-Systeme. „Sie vermehren sich in Einzellern wie Amöben, die letztlich zerstört, der auf die Veröffentlichung der Krankheitserreger. Es ist gerade diese Eigenschaft, die erlaubt, dass Legionellen zu infizieren Menschen. Die Krankheit in der Regel tritt nur auf, wenn Legionellen hat vermehrt in Protozoen“, erklärt Matthias Horn vom neu gegründeten Zentrum für Mikrobiologie und Environmental Systems Science, der zusammen mit seinem team und Wissenschaftler aus dem Institut Pasteur und der University of Michigan hat untersucht, den Lebenszyklus der Legionellen in Amöben.
Schutz gegen Krankheitserreger
Legionellen sind nicht die einzigen Bakterien, die in der Lage zu überleben in Protozoen. Einzellige microeukaryotes wie Protozoen beherbergen oft andere Bakterien, die nicht schädlich für Sie, so genannte endosymbionts. Das Forscher-team hat nun entdeckt, dass diese Bakterien beeinflussen maßgeblich die proliferation und Ausbreitung von Legionellen. In zahlreichen Experimenten konnten Sie nachweisen, dass die Legionellen stark vermehren können. weniger effizient in Amöben, wenn Sie enthalten endosymbionts. Überraschend, die meisten Amöben mit endosymbionts überleben, die sonst tödliche Infektion mit Legionellen. „Diese Bakterien, die zuvor vermehrt in Amöben mit endosymbionts waren deutlich weniger infektiös und waren daher weniger erfolgreich infizieren neue Amöben“, sagte Lena König, Erstautor der Studie und Doktorand am Zentrum für Mikrobiologie und Environmental Systems Science.
Die Aufdeckung der molekularen Mechanismen
Um besser zu verstehen, was passiert im inneren Amöben, die Hafen endosymbionts und einer Infektion durch Legionellen, nahmen die Wissenschaftler einen genaueren Blick auf die gen-expression der beiden Bakterien. „RNA-Sequenzierung ermöglicht Rückschlüsse auf die biologischen Ereignisse, die stattfinden innerhalb der Amöben“, erklärt Cecilia Wentrup, ein Postdoc-Forscher, spielte eine wichtige Rolle in dem Projekt. KöKönig fügt hinzu: „Wir haben eine Erklärung gefunden für die geschwächten Infektiosität von Legionellen. Sie scheinen zu verlieren, die Konkurrenz um Nährstoffe im inneren der Protozoen, die sowohl die Erreger und die Natürliche Endosymbionten müssen, um zu überleben.“ Die Folge: Legionellen vermehren sich langsamer und kann nicht produzieren Virulenzfaktoren notwendig für die Infektion der Amöben und Menschen. Zum Beispiel, die Erreger ausfällt, Mobil zu werden und es fehlt wichtige storage-verbindungen.
Aus dem Labor in die Umwelt
Noch eine andere Beobachtung fing das Interesse der Forscher. Das Wachstum arrest nicht nur die Arbeit mit den üblicherweise verwendeten Labor-Stämme, aber auch mit Amöben frisch aus der Umwelt gewonnen, sowie mit dem kürzlich isolierten Legionellen. Endosymbionts von Amöben sind daher ein entscheidender Faktor für die Vermehrung und Ausbreitung von Legionellen nicht nur unter Labor-Bedingungen, aber wohl auch in die Umwelt. Dies ist besonders wichtig, weil die meisten Amöben tragen bakteriellen Symbionten unter natürlichen Bedingungen. Die aktuelle Studie leistet somit einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Lebensweise dieser bakteriellen Krankheitserregern in der Umwelt.