Zu den molekularen Ursachen von Tuberkulose

Erreger der Tuberkulose ist Mycobacterium tuberculosis, das sich in Makrophagen des Wirts vermehrt und versteckt, um vor dem Immunsystem sicher zu sein. Tuberkulose ist die häufigste Todesursache durch eine einzelne bakterielle Infektion, an der weltweit jährlich und weltweit fast 2 Mio. Menschen sterben.

Eine der vielen Strategien, mit denen M. tuberculosis die antibakterielle Abwehr stört, ist Autophagie. Autophagie ein gut erforschter zellulärer Prozess, bei dem Lysosomen zytoplasmatische Komponenten abbauen und der entscheidend für die Eliminierung von Krankheitserregern ist. Experimente haben bislang belegt, dass M. tuberculosis abgetötet wird, indem in Makrophagen Autophagie induziert wird. Der genaue Mechanismus, mit dem M. tuberculosis Autophagie umgeht, und seine Rolle bei der Pathogenese sind jedoch weitgehend unbekannt.

Das EU-finanzierte Projekt AUTOPHAGTUBERCULOSIS (Molecular mechanisms of autophagy regulation in tuberculosis) klärte nun weitere Zusammenhänge zwischen mykobakterieller Pathogenität und Autophagie. Hierfür untersuchten die Forscher im Detail Autophagiemoleküle, die M. tuberculosis kontrolliert, und identifizierten Faktoren, die Autophagie modulieren.

Mit mikrobiologischen und biochemischen Methoden und Fluoreszenz-Konfokalmikroskopie fand man heraus, dass die Rekrutierung des klassischen Autophagiemarkers LC3 bei pathogenen Mykobakterien geringer ist als bei nicht-pathogenen Arten.

Die wichtigste Aussage von AUTOPHAGTUBERCULOSIS ist, dass die autophagische Reaktion des Wirts sowohl bei Mechanismen als auch Intensität je nach Infektionsstadium variiert. Die Analyse verschiedener Mutanten ergab, dass abhängig von der untersuchten Art mindestens zwei Prozesse existieren, die durch Mycobakterien ausgelöst werden.

Beim ersten kommt es zu phagosomalen Membranschäden und Ubiquitinbeschichtung. Der zweite, davon unabhängige Prozess ist hingegen noch genauer zu untersuchen. Man entdeckte indes, dass die Autophagiemodulation über Elemente in der bakteriellen Zellhülle gesteuert wird, die nicht zu den Proteinen gehören.

Insgesamt enthüllt die aktuelle Studie die komplexen Beziehungen zwischen Autophagie und M. Tuberculosis. Auf diese Weise könnte mit neuen potenziellen Wirkstoffzielen Autophagie in Makrophagen wiederhergestellt werden, damit sie den tödlichen Erreger eliminieren können.