Wie Tuberkulose den Zellkern kapert, um dem Immunsystem zu entkommen
Tuberkulosebakterien überleben ausgerechnet in den Immunzellen, die sie eigentlich vernichten sollen. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, wie das funktioniert: Ein bakterielles Protein schleicht sich in den Zellkern ein und programmiert die Immunantwort des Wirts von innen heraus um.
Mycobacterium tuberculosis zählt zu den erfolgreichsten menschlichen Krankheitserregern der Geschichte und infiziert weltweit jährlich mehr als zehn Millionen Menschen. Ein Großteil dieses Erfolgs beruht auf der Fähigkeit des Bakteriums, innerhalb von Makrophagen zu überleben – also genau jenen Immunzellen, die es eigentlich eliminieren sollten. Wie ihm diese molekulare Täuschung gelingt, ist seit Jahrzehnten eine der zentralen Fragen der Infektionsbiologie.
Forschende, die ihre Ergebnisse in eLife veröffentlicht haben, beschreiben nun einen neuen Mechanismus. Sie charakterisierten ein Protein namens MgdE, das vom Gen Rv1075c im Tuberkulosegenom kodiert wird und vom Bakterium direkt in den Zellkern der Wirtszelle geschleust wird. Im Zellkern ist die DNA des Wirts gespeichert, und dort werden die Anweisungen für Immunantworten erzeugt. MgdE gehört zu einer Klasse, die Biologen als Nukleomoduline bezeichnen: bakterielle Proteine, die gezielt in den Zellkern einer anderen Zelle eindringen und deren Prozesse stören.
Eingriff in einen epigenetischen Schalter
Im Zellkern angekommen, dockt MgdE an den COMPASS-Komplex an – eine Gruppe von Proteinen, die über chemische Modifikationen der DNA steuert, welche Gene an- oder abgeschaltet werden. Dabei handelt es sich um epigenetische Regulation: Der genetische Code selbst wird nicht verändert, wohl aber festgelegt, welche Teile davon abgelesen werden. Indem MgdE den COMPASS-Komplex übernimmt, programmiert es die Wirtszelle um: Gene, die normalerweise eine entzündliche Immunantwort auslösen würden, werden zum Schweigen gebracht. Das Bakterium wird dadurch schwerer zu erkennen und schwerer anzugreifen.
Die Studie zeigt außerdem, dass MgdE unter Mykobakterien hochkonserviert ist – das Protein findet sich in vielen verwandten Bakterienarten, nicht nur beim Tuberkuloseerreger. Das deutet darauf hin, dass es sich um eine evolutionär erfolgreiche Überlebensstrategie mit alten Wurzeln handelt, die möglicherweise auch für andere mykobakterielle Infektionen von Bedeutung ist.
Bedeutung über die Tuberkulose hinaus
Der Bezug zur Longevity-Forschung ist indirekt, aber substanziell. Mit dem Alter lässt die Leistungsfähigkeit des Immunsystems nach – ein Prozess, der als Immunoseneszenz bezeichnet wird. Ältere Menschen sind nicht nur anfälliger für Infektionen wie Tuberkulose, sondern auch weniger in der Lage, Krankheitserreger abzuwehren, die Immunevasionsstrategien wie MgdE einsetzen. Zu verstehen, wie Bakterien die Wirtsimmunität unterlaufen, liefert daher wichtige Hinweise auf die Frage, warum ein alterndes Immunsystem zunehmend verwundbarer wird.
Die Entdeckung von MgdE eröffnet zudem ein konkretes therapeutisches Angriffsziel. Wenn dieses Protein das Überleben von Mykobakterien in Wirtszellen ermöglicht, könnte es möglich sein, Wirkstoffe zu entwickeln, die diese Wechselwirkung blockieren – nicht indem das Bakterium direkt abgetötet wird, sondern indem ihm sein Versteck entzogen wird. Ob das praktisch umsetzbar ist, bleibt die nächste zu beantwortende Frage.