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Salmonellen schrauben bei Magnesiummangel ihren Stoffwechsel herunter © APA (dpa)
Salmonellen schrauben bei Magnesiummangel ihren Stoffwechsel herunter © APA (dpa)

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Unerwarteter Abwehr-Mechanismus gegen Salmonellen entdeckt

22.11.2019

Salmonellen können in Fresszellen des Immunsystems eindringen und sich in ihnen vermehren. Die Zellen sind aber alles andere als wehrlos: Forscher der Uni Basel beschrieben einen unerwarteten Trick, mit dem sie die Eindringlinge in Schach halten. Sie nutzen demnach ein Pump-Protein, um den Erregern Magnesium zu entziehen. Ohne Magnesium können sich die Salmonellen nicht vermehren.

Davon berichteten Olivier Cunrath und Dirk Bumann vom Biozentrum der Uni Basel in der Fachzeitschrift "Science". Salmonellen können Magen-Darm-Grippe und Typhus auslösen. Die Erreger nisten sich in kleinen Einschlüssen in den Fresszellen (Makrophagen) ein und können sich darin vermehren. Ob und wie schnell ihnen das gelingt, hängt allerdings von der Funktionstüchtigkeit eines Transporter-Proteins namens NRAMP1 ab, wie die Uni Basel in einer Mitteilung vom Freitag schrieb.

"Man weiß schon seit langem, dass NRAMP1 mit der Widerstandsfähigkeit gegen Infektionen in Verbindung steht. Doch das Wie und Warum waren nie ganz klar", so Bumann in der Mitteilung. Wie er und Cunrath feststellten, pumpt NRAMP1 Magnesiumionen aus den Zelleinschlüssen heraus. Damit bremsen sie die Vermehrung der Salmonellen. Das sei ein ganz neuer, unerwarteter Mechanismus, betonte Bumann.

Vermehrung durch Kontrolle des Magnesiumhaushaltes bremsen

Weil Magnesium ein zentraler Bestandteil vieler Stoffwechselenzyme ist, schrauben die Salmonellen bei Magnesiummangel ihren Stoffwechsel herunter. "Die Bakterien geraten in Alarmbereitschaft und aktivieren ihrerseits alle Aufnahmesysteme für Magnesium. Trotzdem schaffen sie es nicht, genug davon zu bekommen", erklärte Cunrath.

Wenn es gelänge, den Magnesiumhaushalt der Bakterien zusätzlich mit Medikamenten zu stören, ließe sich ihre Vermehrung womöglich noch stärker bremsen. Dies würde dem Immunsystem einen zeitlichen Vorteil verschaffen, die Infektion zu bekämpfen.

Die Funktionstüchtigkeit der Magnesium-Pumpe hängt auch mit der Anfälligkeit von Tieren und Menschen auf bestimmte Erreger zusammen, schrieb die Uni Basel. Wer nur wenig NRAMP1 bildet, ist empfindlicher auf intrazelluläre Erreger wie beispielsweise Salmonellen. Beim extremsten Fall, wenn dieses Transport-Protein ganz fehlt, kann eine Infektion bereits mit wenigen Erregern tödlich verlaufen. Dann verbleibt nämlich ausreichend Magnesium in den Zelleinschlüssen und die Bakterien können sich ungestört vermehren.

Service: Fachartikelnummer DOI: 10.1126/science.aax7898

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