Helicobacter pylori

Fahne_0106
02.02.2006
15:15 Uhr
Seite 49
Wissenschaft intern
49
Helicobacter pylori – das prämierte Bakterium bleibt
spannend
Dagmar Beier
Lehrstuhl für Mikrobiologie, Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften, Universität Würzburg
왘 Den Nobelpreis für Medizin 2005 erhiel-
ten die australischen Wissenschaftler Barry
J. Marshall und J. Robin Warren für ihre im
Jahr 1984 publizierte Entdeckung, dass die
Entstehung von Gastritis und Ulcus-Erkrankungen auf eine bakterielle Infektion
des Magens mit dem Keim Helicobacter pylori zurückzuführen ist. Diese der damaligen
Lehrmeinung widersprechende und zunächst äußerst kontrovers diskutierte Beobachtung der beiden Mediziner zog in den
darauf folgenden Jahren eine erfolgreiche
Revolutionierung der Therapieansätze für
die genannten Erkrankungen nach sich. Es
zeigte sich, dass die H. pylori-Infektion mit
einem erhöhten Risiko zur Ausbildung maligner Magentumore oder Lymphome einhergeht. Auch als Konsequenz dieser interessanten Korrelation hat sich H. pylori als einer der bestuntersuchten medizinisch bedeutsamen Keime etabliert, was durch bislang mehr als 22.000 relevante Einträge in
der Datenbank PubMed dokumentiert ist.
H. pylori ist mit seinem ausschließlichen
Wirt, dem Menschen, bereits seit mehr als
12.000 Jahren assoziiert. Die Infektion, von
der heute etwa 50 Prozent der Weltbevölkerung betroffen sind und die ohne entsprechende Therapie lebenslang persistiert,
verläuft bei den meisten Betroffenen asymptomatisch. Nur 10 bis 15 Prozent der infizierten Personen entwickeln als Folge der
chronischen Infektion die genannten Krankheitsbilder. Die Forschungsaktivitäten der
vergangenen Jahre konnten bereits weitgehend Aufschluss über die Mechanismen der
Anpassung von H. pylori an sein ungewöhnliches und feindliches Habitat geben, das vor
allem durch niedrigen pH-Wert gekennzeichnet ist: Ein Bündel von Flagellen, das
an einem der Zellpole angeordnet ist, verleiht dem Bakterium hohe Motilität. Dies ermöglicht ihm, in der Kolonisierungsphase
rasch das extrem saure Magenlumen zu
durchqueren und die schützende, dem Magenepithel aufliegende Mucusschicht zu erreichen, die den eigentlichen Lebensraum
von H. pylori darstellt. Ein Teil der Bakterien bindet dabei über Adhäsionsmoleküle,
die spezifisch mit Rezeptoren an der Wirtszelloberfläche interagieren, an die Magenepithelzellen. Seine extreme Widerstandsfähigkeit gegenüber saurem pH-Wert erlangt
H. pylori vor allem durch die Synthese des
BIOspektrum · 1/06 · 12. Jahrgang
Abb. 1: Elektronenmikroskopische Aufnahme von
H. pylori G27
rer bereits gut charakterisierter Pathogenitätsfaktor, VacA, beeinflusst dagegen die
angepasste Immunantwort, indem er die TZellproliferation hemmt oder in die AntigenPräsentation von B-Zellen eingreift. Obwohl
H. pylori seit seiner Entdeckung vor mehr als
zwanzig Jahren weltweit intensiv untersucht
wurde, verdeutlichen die wenigen hier angerissenen Aspekte, dass wir noch weit davon entfernt sind, die Pathogenesemechanismen dieses Keims im Detail zu verstehen,
und dass deren Charakterisierung noch viele Überraschungen bereithalten dürfte.
Korrespondenzadresse:
Enzyms Urease, das Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxid spaltet und somit eine Puffersubstanz erzeugt, die maßgeblich
dazu beiträgt, den pH-Wert des bakteriellen
Cytoplasmas und Periplasmas neutral zu halten. Expression und Aktivität des Enzyms
Urease sowie die Aufnahme des Substrats
Harnstoff ins Cytoplasma sind dabei in Abhängigkeit vom pH-Wert des umgebenden
Mediums einer komplexen Regulation
unterworfen. Die Frage, warum die durch
H. pylori induzierte Gastritis bei einem Teil
der infizierten Individuen schwere Folgeerkrankungen nach sich zieht, während sie bei
den meisten Betroffenen asymptomatisch
verläuft, ist allerdings noch ungeklärt. Vermutlich spielen hierbei sowohl eine besondere genetische Disposition des Patienten
als auch spezielle Pathogenitätsfaktoren des
Bakteriums eine Rolle. Von besonderer Relevanz ist der Pathogenitätsfaktor CagA, dessen Gen in einer Pathogenitätsinsel (cag) lokalisiert ist, die insbesondere bei Isolaten
vorkommt, bei denen eine verstärkte Assoziation mit schweren Krankheitsbildern festgestellt wurde. CagA wird über ein bakterielles Sekretionssystem in die Wirtszelle
übertragen und interferiert dort mit verschiedenen eukaryontischen Signaltransduktionskaskaden, die unter anderem die
Zellproliferation beeinflussen, was mit der
durch H. pylori induzierten Tumorbildung in
Zusammenhang gebracht wird. Für die Persistenz der H. pylori-Infektion scheinen neuen Untersuchungen zufolge Mechanismen
von Bedeutung zu sein, die dazu beitragen,
die angeborene Immunantwort des Wirts zu
umgehen oder zu unterdrücken. Ein weite-
PD Dr. Dagmar Beier
Lehrstuhl für Mikrobiologie
Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften
Universität Würzburg
Am Hubland
D-97074 Würzburg
[email protected]