Manche Bakterien tauschen mit Verwandten einige Gene, um mit Situationen fertigzuwerden, die ihr Leben bedrohen – etwa wenn sich ihre Umweltbedingungen verändern oder gegen sie ein neues Antibiotikum eingesetzt wird. Die weitverbreiteten, meist ungefährlichen Staphylokokken verbessern durch diesen Gentausch ihre Chancen, sich den Veränderungen anzupassen, berichten US-Mikrobiologen.
Diese Erkenntnis eröffnet zum einen neue Ansätze zur Impfstoff- und Antibiotika-Entwicklung. Zum anderen beantwortet sie alte Fragen nach dem Ursprung neu entstandener Krankheiten: Weshalb tauchte Ende der 70er Jahre das tödliche Toxische Schock-Syndrom (TSS) auf, und wie entstanden Infektionen, gegen die das Antibiotikum Methicillin nicht mehr wirkt?
“Wir haben uns lange gefragt, wie sich TSS und Methicillin-resistente Staphylokokkenstämme etablieren konnten”, erklärt James Musser, Kopf des Forscherteams am National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID). Lange waren sich Mikrobiologen uneins, ob einzelne Stämme neue Gene einmal aufnehmen und dann unter allen Staphylokokken weitergeben, oder ob die Bakterien die Gene mehrfach und bei verschiedenen Gelegenheiten integrieren. “Unsere Forschung zeigt eindeutig, dass die zweite Erklärung korrekt ist”, so Musser. Dies bedeutet gleichzeitig, dass Bakterien sehr einfach und schnell für den Menschen gefährlich werden können, berichten die Forscher im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ob das Bakterium Staphylokokkus aureus Krankheiten auslöst, hängt zum großen Teil von seinen Genen ab. Die weitverbreitete Mikrobe ist meistens harmlos und lebt auf der Haut oder in den Atemwegen gesunder Menschen. Doch manche Stämme können lebensgefährlich sein: Sie infizieren Haut, Blut, Harnwege und erzeugen Krankheiten von Lebensmittelvergiftung über eitrige Hautinfektionen bis zum Toxischen Schock-Syndrom. Mussers Team analysierte die Gene von 36 verschiedenen S. aureus-Stämmen und stellte fest, dass die Bakterien drei Viertel ihrer Gene für grundlegende Lebensprozesse benötigen. Ein Viertel jedoch ist entbehrlich und kann untereinander ausgetauscht werden – darin sind möglicherweise nützliche, bisher unwichtige Erbanlagen enthalten. Das Austauschen verleiht den Mikroben ihre Flexibilität, mit neuen Bedingungen fertig zu werden.
Das Toxische Schock-Syndrom verursachte Ende der 70er Jahre den Tod zahlreicher Frauen, nachdem ein Staphylokokkenstamm in neuen, hochabsorbierenden Menstruationstampons ideale Umweltbedingungen fand und sich veränderte. Ähnlich entstand die Methicillin-Resistenz, nachdem S. aureus wiederholt dem Antibiotikum ausgesetzt war und sich durch Austausch mit verwandten Stämmen offenbar sein genetisches Material neu mischte. Nun versucht Mussers Team, potentiell gefährlichen Staphylokokken gezielt auf die Spur zu kommen: “Wir schauen, ob bestimmte Stämme besonders geschickt darin sind, Gene zu übertragen oder aufzunehmen, um zu wissen, bei welchen Stämme wir besonders wachsam sein müssen.”
Dörte Saße
