DT News - Austria - Raffiniertes Frühwarnsystem: Wie Bakterien auf Gefahren reagieren

Dental Tribune Österreich

Mo. 24 Februar 2025

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BASEL – Bei Bakterien herrscht ein ständiger Kampf ums Überleben. Überall lauern Gefahren, sei es durch Abwehrzellen unseres Körpers, Antibiotika oder Phagen – Viren, die ausschließlich Bakterien befallen.

Im Laufe der Evolution haben Bakterien jedoch eine Vielzahl an Strategien entwickelt, um sich vor solchen Bedrohungen zu schützen. Aber wie können Bakterien spüren, ob Gefahren in der Umwelt lauern, sodass sie Schutzmaßnahmen ergreifen müssen?

In ihrer Arbeit haben Forschende um Prof. Dr. Knut Drescher vom Biozentrum, Universität Basel, herausgefunden, dass Bruchstücke der Bakterien-Zellwand, sogenannte Peptidoglykane, die Bakterien auf Gefahren in der Umgebung hinweisen. „Diese Moleküle sind ein universelles Warnsignal, welches nicht nur Artgenossen, sondern auch artfremde Bakterien erkennen können“, sagt Drescher. „Peptidoglykane werden freigesetzt, wenn Bakterien zum Beispiel durch Phagen zerstört oder durch Antibiotika abgetötet werden.“

Schutzmechanismus: Bildung von Biofilmen

Die Bakterien reagieren auf dieses Warnsignal, indem sie ein Molekül namens c-di-GMP produzieren, das die Bildung von Biofilmen auslöst. Biofilme sind dreidimensionale Gebilde, in denen Bakterien eingebettet in einer schleimigen Matrix zusammenleben. Dieses Verhalten beobachteten die Forschenden bei gefährlichen, zum Teil multiresistenten Krankheitserregern wie Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus und Enterococcus faecalis.

Dass Bakterien artübergreifend auf das gleiche Warnsignal reagieren, deutet auf eine universelle Überlebensstrategie hin. „Interessanterweise erkennen auch menschliche Immunzellen die Peptidoglykan-Fragmente als Signal für eine Infektion“, erklärt Drescher. „Es gibt also erstaunliche Parallelen zwischen den Abwehrmechanismen von Bakterien und Menschen.“

Diese universelle Überlebensstrategie könnte erklären, warum Biofilme in so vielen Umgebungen – von natürlichen Ökosystemen bis hin zu menschlichen Infektionen – eine wichtige Rolle spielen. Die Arbeit wirft aber auch neue Fragen auf: Aktivieren die Zellwandfragmente neben der Biofilmbildung noch weitere Schutzmechanismen? Und wie lassen sich die Erkenntnisse nutzen, um Krankheitserreger, die Biofilme bilden, besser zu bekämpfen?

Quellen: Dental Tribune Austria, Universität Basel

Schlagwörter:

Antibiotika Bakterien Biofilm Moleküle Schutz Viren

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