Wie Bakterien das Immunsystem austricksen
Tuberkulose-Bakterien überleben im Körper, indem sie sich in den eigenen Zellen des Wirts verstecken. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, wie ihnen das gelingt: mit einem Protein, das direkt in den Zellkern eindringt und die Immunantwort unterdrückt.
Mycobacterium tuberculosis, der Erreger der Tuberkulose, gilt als eines der erfolgreichsten menschlichen Krankheitserreger überhaupt. Noch immer infiziert er weltweit jedes Jahr mehr als zehn Millionen Menschen. Ein Großteil dieses Erfolgs beruht auf einer bemerkenswerten Fähigkeit: Das Bakterium kann in genau den Immunzellen überleben, die es eigentlich vernichten sollen. Wie ihm dieses molekulare Kunststück gelingt, ist eine der zentralen Fragen der Infektionsbiologie.
Forschende, die in eLife publiziert haben, beschreiben nun einen neuen Mechanismus. Sie identifizierten ein Protein namens MgdE, das vom Gen Rv1075c im Tuberkulose-Genom kodiert wird und vom Bakterium in den Zellkern der Wirtszelle geschickt wird. Dort ist die DNA des Wirts gespeichert, und dort entstehen die Signale, die eine Immunantwort in Gang setzen. MgdE gehört zu einer Klasse, die Biologen als "Nucleomodulin" bezeichnen: ein bakterielles Protein, das gezielt in den Zellkern einer fremden Zelle eindringt und dort die Abläufe stört.
Übernahme eines epigenetischen Komplexes
Im Zellkern angekommen, dockt MgdE an den COMPASS-Komplex an, eine Gruppe von Proteinen, die durch chemische Veränderungen an der DNA steuert, welche Gene in einer Zelle ein- oder ausgeschaltet werden. Dieser Vorgang wird als epigenetische Regulation bezeichnet. Indem MgdE den COMPASS-Komplex übernimmt, programmiert er die Wirtszelle gewissermaßen um: Gene, die normalerweise eine Entzündungsreaktion antreiben würden, werden zum Schweigen gebracht. Das Bakterium wird dadurch seltener erkannt und angegriffen.
Die Studie zeigt, dass MgdE über viele Mykobakterien hinweg hochgradig konserviert ist und in zahlreichen verwandten Bakterienarten vorkommt, nicht nur im Tuberkulose-Erreger selbst. Das deutet auf eine evolutionär erfolgreiche Überlebensstrategie hin, die schon lange existiert und möglicherweise auch bei anderen Infektionen eine Rolle spielt.
Bedeutung für Alterung und Immunabwehr
Der Zusammenhang mit dem Altern ist indirekt, aber real. Mit zunehmendem Alter lässt die Leistungsfähigkeit des Immunsystems nach, ein Vorgang, der als Immunoseneszenz bekannt ist. Das macht ältere Menschen nicht nur anfälliger für Infektionen wie Tuberkulose, sondern auch schlechter gerüstet, um Bakterien zu bekämpfen, die molekulare Ausweichstrategien wie die von MgdE ermöglichte einsetzen. Das Verständnis, wie Bakterien die Immunabwehr des Wirts umgehen, wirft daher auch Licht darauf, warum ein alterndes Immunsystem zunehmend verletzlicher wird.
Darüber hinaus eröffnet die Entdeckung von MgdE ein konkretes therapeutisches Angriffsziel. Wenn dieses Protein das Überleben von Mykobakterien ermöglicht, wäre es zumindest theoretisch denkbar, Wirkstoffe zu entwickeln, die diese Wechselwirkung blockieren, ohne das Bakterium direkt abzutöten, sondern indem sie ihm sein Versteck entziehen. Ob das in der Praxis erreichbar ist, bleibt die nächste zu beantwortende Frage.