Lexikon

Listeriose ist eine Infektionskrankheit, die vor allem bei Wiederkäuern vorkommt und z.B. durch nicht durchgegorenes Silagefutter bedingt wird. Beim Menschen entsteht die Mehrzahl an Listeriosen als Folge von Lebensmittelinfektionen. Besondere Risikolebensmittel sind Rohmilchkäse, Rohwurst, Mayonaise, vor allem wenn sie länger gelagert werden, da sich Listerien auch im Kühlschrank trefflich vermehren. Gefährdet sind vor allem schwangere Frauen, alte Menschen und solche mit geschwächtem Abwehrsystem Die Zahl der Listeriosen ist in den letzten Jahren in Europa rapide angestiegen

Wie neue Krankheitserreger entstehen

Änderung der Wirtsspezifität durch gezieltes Protein Design

Krankheitserreger wie Bakterien und Viren besitzen ein Arsenal an Faktoren mit denen sie die Abwehr des Wirtorganismus umgehen können. Durch diese Spezialisierung sind die Eindringlinge auf bestimmte Organismen limitiert. So bleiben z.B. die meisten Grippeviren auf Vögel beschränkt, oder Bakterien wie Listerien infizieren bevorzugt Huftiere. Durch spontane Mutationen kann es zu Veränderungen der Wirtsspezifität kommen. Auf diese Weise kann aus einem Vogelgrippevirus ein für den Menschen gefährliches Virus entstehen.

Ein Team von Wolf-Dieter Schubert vom Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig ist der Frage nachgegangen, wie leicht eine solche Änderung eintreten kann. Als Modell hat das Team das Bakterium Listeria monocytogenes studiert, das beim Menschen für schwere, durch Lebensmittel hervorgerufene, Erkrankungen verantwortlich sein kann.

Um Menschen zu infizieren, bindet das Bakterium mit einem Protein namens Internalin A (InlA) an ein Rezeptormolekül (E-Cadherin) auf der Oberfläche einer Zelle im Magen-Darm-Trakt, und wird mit Hilfe anderer Faktoren in diese aufgenommen. Das E-Cadherin der Maus wird hingegen nicht oder nur schawach gebunden weswegen Mäuse nicht von Listeriose betroffen sind.

Mit Hilfe der MX-1 Beamline bei BESSY hat das Braunschweiger Team die exakte dreidimensionale Struktur des InlA / E-Cadherin Komplexes aufgeklärt. Die genaue Analyse der 3d Struktur ergab, dass die Änderung von nur zwei der 462 Aminosäuren im InlA die Affinität zum Rezeptor von Mensch und Maus erheblich erhöhen sollte.

Die 3d-Struktur des so veränderten Internalinmoleküls (InlAm) mit dem Rezeptor zeigen, dass das am Computer entworfene Molekül wie vorausgesagt bindet. Tatsächlich ist die Bindungsstärke über 6000 mal größer als vorher, wie weitere biophysikalische Messungen bestätigten. Die Bindung ist nun so stark, dass auch der Rezeptor der Maus fest genug gebunden wird.

Mit diesem dem neuen InlA ausgestattet, können Listerien nun auch Mäuse infizieren. Damit wird es möglich den kompletten Krankheitsverlauf der Listeriose mit Mäusen im Labor zu studieren.

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