Wissenschaftler haben ein Gen identifiziert, das den Pilz Candida albicans vom harmlosen Mitbewohner zum Krankheitserreger macht. Das als DUR31 bezeichnete Gen hat eine außergewöhnliche Doppelfunktion. Einerseits ist es an der Schädigung von menschlichen Epithelzellen beteiligt, andererseits sorgt es für einen Transport von menschlichen antimikrobiellen Wirkstoffen in die eigene Zelle und schädigt sich dabei selber. Die Erkenntnisse könnten neue Ansätze für die Bekämpfung der gefährlichen Candidose liefern.
Bei einem Großteil der Bevölkerung wächst der Pilz Candida albicans auf der Mundschleimhaut oder als normaler Bestandteil der Darmflora, ohne jemals Symptome auszulösen. Bei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem, beispielsweise bei AIDS-Patienten, kann Candida jedoch Krankheiten auslösen und sich unter Umständen sogar im ganzen Körper ausbreiten und eine tödliche Sepsis verursachen. Candida-Infektionen gehören außerdem zu den häufigsten und gefährlichsten im Krankenhaus erworbenen Erkrankungen. Was den Wechsel von Candida als harmlosem „Mitbewohner“ zu einem gefährlichen Krankheitserreger auslöst, wollen die Forscher im Labor um Bernhard Hube vom Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut in Jena herausfinden.
Aggressiv machendes Gen isoliert
Auf der Suche nach Faktoren, die an der Candida-Infektion beteiligt sind, untersuchten die Jenaer Wissenschaftler unter anderem Proben von AIDS-Patienten, die unter einer Candidose litten. Dabei identifizierten sie DUR31, ein Gen, welches stark aktiviert wird, wenn der Pilz menschliches Gewebe befällt. Candida-Stämme, bei denen die Forscher das DUR31-Gen ausgeschaltet haben, sind deutlich weniger infektiös als unveränderte Pilzstämme. Für die Infektion durch Candida ist es nötig, dass der Pilz sein Wachstum von der rundlichen, einzelligen Hefe-Form auf mehrzellige längliche Hyphen umstellt, die in das Gewebe eindringen können. Das Team um Bernhard Hube zeigte jetzt erstmals, dass DUR31 wichtig für die Entwicklung dieser infektiösen Hyphenstrukturen ist.
Umfassende biochemische und bioinformatische Analysen ergaben außerdem, dass DUR31 an mehreren Stellen des Infektionsprozesses beteiligt ist. So ist das durch DUR31 codierte Protein wichtig für die Zellwandstabilität von Candida und spielt auch eine Rolle beim Transport von Nährstoffen. Diese Funktion kann dem Pilz aber auch zum Verhängnis werden, denn einer der vermeintlichen Nährstoffe, die durch Dur31 transportiert werden ist Histatin 5, ein kleines Peptid, dass im Speichel des Menschen gebildet wird, um Mikroben zu bekämpfen. Die Aufnahme von Histatin 5 kommt einem Selbstmord gleich.
Die Ergebnisse gestatten einen wichtigen Einblick in die molekularen Mechanismen der Krankheitsauslösung durch Candida albicans. Sie wurden in der Fachzeitschrift „PLoS Pathogens“ veröffentlicht. Ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse eröffnet auch neue Ansätze für die Therapie der Pilzinfektionen. (doi:10.1371/journal.ppat.1002592)
(Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI), 10.04.2012 – NPO)
