Themenseiten

Auf unseren Themenseiten finden Sie aktuelle Hintergrundinformationen zu ausgewählten Themen der Infektionsforschung. Wir stellen Ihnen verschiedene Krankheitserreger, Infektionskrankheiten und auch ganze Forschungsfelder vor - aufbereitet mit Bildmaterial, Audio-Podcasts und Videos. Außerdem gelangen Sie von den Themenseiten direkt zu den involvierten Forschungsgruppen und themenverwandten Meldungen des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI).

Der Clan der Pest: Yersinien

At one time, the plague was the cause of much fear and terror. Today, we know that rat fleas are the vectors for transmitting this particular bacterial infection.

Sie hat im Mittelalter innerhalb weniger Jahre etwa 25 Millionen Menschen getötet, sie diente Albert Camus in seinem berühmtesten Roman als Bild für die Auseinandersetzung mit dem Absurden und sie sieht immer noch fast genauso aus wie um 1300 v.Chr.: Die Pest, hervorgerufen durch das Bakterium Yersinia pestis. Auch wenn ihr dank moderner Antibiotika nicht mehr Millionen Menschen zum Opfer fallen, ist die Pest noch nicht besiegt. Jedes Jahr erkranken Menschen am „Schwarzen Tod“ – vor allem in Ländern mit schlechter medizinischer Versorgung. In sieben Ländern – Brasilien, der Demokratischen Republik Kongo, Madagaskar, Myanmar, Peru, Vietnam und den USA – tritt die Pest seit ihrer statistischen Erfassung durch die WHO jedes Jahr auf. Die Ausbrüche in den USA haben einen besonderen Hintergrund: In den südwestlichen Bundesstaaten sind Präriehundpopulationen ein natürliches Reservoir für die Erreger. Erbeuten Hauskatzen infizierte Präriehunde, übertragen sie anschließend Yersinia pestis durch engen Körperkontakt auf Menschen.

Drei Krankheiten – ein Erreger

Die Pest ist eine Erkrankung von Nagern und ihren Flöhen. Bei Epidemien in Ländern mit schlechten hygienischen Bedingungen nehmen Flöhe das Virus von infizierten Ratten auf, durchseuchen die Rattenkolonie und wenn die Ratten der Kolonie an der Pest verendet sind, springen die Flöhe auf Menschen über und infizieren sie durch ihre Bisse mit Yersinia pestis. Wie viele primäre Zoonosen – also Infektionskrankheiten die Tiere direkt auf Menschen übertragen – ist die Pest eine sehr schwerwiegende Erkrankung, an der mehr als die Hälfte der Patienten stirbt, wenn sie nicht schnell genug behandelt werden. Es gibt drei Formen der Pest: Beulen-, Lungen- und Septische Pest. Alle drei Formen löst der gleiche Erreger aus. Entscheidend ist, ob er in die Lymphbahnen, die Lunge oder in die Blutbahn gelangt.

Forschen am Modell

Yersinia Pseudotuberculosis
Yersinia pseudotuberculosis

Die Mechanismen, mit denen unterschiedliche Yersinien Wirtszellen infizieren und ihre Ausbreitung im Wirt steuern, sind ähnlich. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung untersuchen eine weniger gefährliche Verwandte aus der Familie der Yersininen: Yersinia pseudotuberculosis. An diesem Modellorganismus erforschen sie die Regelmechanismen der Yersinieninfektion. Ein Beispiel ist die Temperaturregulation, mit der Yersinien sicherstellen, dass sie ihren energetisch sehr aufwändigen Infektionsmechanismus nur dann in Gang setzen, wenn ein Infektionsversuch auch tatsächlich vielversprechend ist. Erst ab 37 Grad Celsius – also in einem Wirtsorganismus - ändert ein für die Infektion nötiger Eiweißstoff in den Yersinien seine Form. Er klappt sozusagen in die Angriffs-Struktur um.

Der Blick nach vorn

Einen weiteren wichtigen Infektionsmechanismus haben Yersinien beispielsweise mit Salmonella, Escherichia coli, Shigella, Pseudomonas und Bordetella gemeinsam. Sie nutzen ein so genanntes Typ-III-Sekretionssystem. Das ist im Prinzip eine Nano-Spritze, mit der die Bakterien Effektorproteine in die Wirtszelle injizieren, damit für ihre Aufnahme in die Zellen sorgen, die Kommunikation im Zellinneren stören und das Immunsystem unterwandern.  Wie dieses Typ-III-Sekretionssystem funktioniert, werden Wissenschaftler zukünftig am HZI an Salmonella erforschen.