Zahlreiche Bakterienarten schnüren Teile ihrer Außenmembran ab. Diese sogenannten Vesikel sind nicht-lebende Kopien der Krankheitserreger. Nährstoffmangel oder Angriffe auf die Mikroorganismen – etwa durch Antibiotika – verstärken die Vesikelproduktion, wie aktuelle Studien belegen. Stefan Schild und seine Arbeitsgruppen haben nun untersucht, wie der menschliche Körper auf diese Abschnürungen reagiert, mit einem überraschenden Ergebnis: „Anders als die Bakterien selbst werden die Vesikel rasch von den Zellen der Darmschleimhaut aufgenommen und dort vermutlich in ihre einzelnen Moleküle zerlegt“, beschreibt der Forscher. Dabei wird auch der in den Bakterien-Membranen enthaltene Giftstoff LPS freigesetzt und von den Darmzellen wahrgenommen.
In Kooperation mit Forscher:innen der Stuttgarter Universität Hohenheim konnten auch die beteiligten Signalwege identifiziert werden. „Letztlich löst das LPS häufig eine Entzündungsreaktion in unseren Körperzellen aus“, erklärt Schild. Bislang ging man in der Immunologie davon aus, dass vor allem Oberflächenrezeptoren das bakterielle Gift erkennen und darauf reagieren. „Dieses Dogma ist nun zumindest für die untersuchten Vesikel widerlegt. Ein neuer möglicher Ansatz, um Entzündungen zu verhindern, wäre es, die Aufnahme der Abschnürungen in die Darmschleimhaut zu unterbinden“, so der Biowissenschaftler.
Jedes Bakterium reagiert anders
Der entdeckte Mechanismus wirft eine ganze Reihe neuer Forschungsfragen auf. Zum einen verhalten sich die bakteriellen Vesikel unterschiedlich, zum anderen lösen dieselben Abschnürungen andere Reaktionen in den verschiedenen Zellen unseres Körpers aus. „Wir haben den ersten Stein eines 10.000-Teile-Puzzles gefunden“, meint Stefan Schild. Es gilt nun, die Wirkung von Vesikeln unterschiedlicher Bakterien auf Körperzellen im Detail zu entschlüsseln. Allerdings eröffnet schon die Erkenntnis, dass nicht nur die Bakterien, sondern auch ihre abgeschnürten Außenhäute eine wesentliche Rolle bei bestimmten Krankheiten spielen, neue Perspektiven. „Eventuell sind die Vesikel sogar als Biomarker nutzbar, um festzustellen, welches Mikrobiom im Darm vorhanden ist, und geben Aufschluss über den Gesundheitszustand“, hofft der Forscher.
Schilds Studien sind Teil des Leuchtturmprojekts „Secretome“ im Rahmen des Forschungsverbunds BioTechMed-Graz, einer Kooperation der Universität Graz mit TU und Med Uni Graz.
