Die Erreger der Lyme-Borreliose hüllten sich bisher eher ins Dunkel. Doch jetzt ist es duetschen Forschern gelungen, ihre Struktur genauer zu entschlüsseln. Mit dem Kryotomographie-Mikroskop konnten sie bislang unbekannte Strukturen des schraubenförmigen Bakteriums detailliert und dreidimensional darstellen und neue Erkenntnisse über die Erregerformen gewinnen.
Sie werden durch Zecken übertragen und können akute und chronische Beschwerden in Gelenken, Muskeln und im Nervensystem verursachen: die Erreger der Lyme-Borreliose, an der in Deutschland rund 80.000 Menschen pro Jahr erkranken. Borrelien haben vielfältige Strategien entwickelt, sich der Immunantwort des Menschen zu entziehen. Sie gehören, wie die Erreger der Syphilis, zur Bakterienart Spirochäten. Die schraubenförmigen, sich aktiv bewegenden Bakterien zeichnen sich durch einen flexiblen, biegsamen Körper aus, den sie mit Hilfe komplexer Bewegungsorgane, der Flagellenfäden fortbewegen. Ein Zusammenhang zwischen der Beweglichkeit und der Infektiosität des Erregers wird schon länger vermutet.
Wissenschaftler um Professor Reinhard Wallich und Dr. Friedrich Frischknecht am Universitätsklinikum Heidelberg, haben nun in Kooperation mit Kollegen aus München und Freiburg erstmals die Borreliose-Erreger im Detail abgebildet. Mithilfe eines Kryotomographie-Mikroskops machten sie sogar die feinen Geißeln der Bakterien deutlich sichtbar. Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Molecular Microbiology“ erschienen. Die Forscher erhoffen unter anderem neue Erkenntnisse über die vielfältigen klinischen Erscheinungsbilder der Erkrankung zu erlangen.
Schockfrostung erhält den ursprünglichen Zustand
Bei der Kryo-Elektronen-Tomographie wird der Organismus schockgefrostet, sein ursprünglicher Zustand bleibt erhalten. Eine chemische Vorbehandlung, die oft mit einer Veränderung von Strukturen und Eigenschaften einhergeht, ist nicht mehr notwendig. Die Auflösung von fünf bis sieben Nanometer erlaubt die Darstellung winzigster Strukturen. „Die neue Technik bedeutet einen Quantensprung für die Forschung, vergleichbar dem Schritt vom einfachen Röntgenbild zur dreidimensionalen Computertomographie in der Klinik“, erklärt Frischknecht.
Geißeltyp für unterschiedliche Befallsformen verantwortlich
Die Heidelberger Wissenschaftler haben nun erstmals die Besonderheiten der drei human-pathogenen Erregerspezies der Lyme Borreliose verglichen, die in Europa vorkommen und unterschiedliche Krankheitssymptome hervorrufen. Während in Nordamerika die Gelenkentzündung überwiegt, sind in Europa auch Haut oder Nervensystem betroffen. Mit Hilfe der Kryotomographie-Mikroskopie ist es nun gelungen nachzuweisen, dass die drei Erregertypen über eine unterschiedliche Anzahl von Flagellen verfügen. Außerdem konnten erstmals Strukturen nachgewiesen werden, die eine wichtige Rolle bei der Vermehrung des Bakteriums spielen könnten.
(Universitätsklinikum Heidelberg, 13.02.2009 – NPO)
