Eine unbehandelte Cholera-Infektion kann schon nach wenigen Tagen zum Tod durch Organversagen führen. Ausgelöst durch Brechdurchfall, bei dem der Körper täglich bis zu 20 Liter Wasser verliert. Ein Forschungsteam der Universität Graz hat jetzt herausgefunden, dass das Cholera-Bakterium sein Gift im menschlichen Darm so positioniert, dass Teile davon möglichst lange unentdeckt bleiben. Ein weiterer Vorteil dieser Methode: „Wenn das Toxin freigesetzt wird, dann an weiter entfernten Orten und sehr konzentriert“, weiß der Molekularbiologe Franz Zingl, Erst-Autor der Studie, die kürzlich im open access Fachjournal mBio veröffentlicht wurde. Die genaue Methode des Krankheitserregers zu kennen, kann dazu beitragen, um Cholera nach Ausbruch besser zu behandeln.
Gelangt das Cholera-Bakterium – etwa über verunreinigtes Wasser – in den menschlichen Darm, fühlt es sich dort pudelwohl. Nach rund 20 Minuten in dem nährstoffreichen Umfeld hat es sich bereits verdoppelt. Auch die Abgabe des lebensgefährlichen Toxins wird effizient vorbereitet. Die Lehrbuchmeinung, wie Vibrio cholerae dabei vorgeht, haben die Grazer ForscherInnen nun erweitert, schildert Letzt-Autor Stefan Schild: „Seit über 60 Jahren galt die Annahme, dass das Choleratoxin frei abgesondert und anschließend von den Darmzellen aufgenommen wird. Wir haben festgestellt, dass bis zu 15 Prozent der Giftmenge nicht direkt abgegeben werden. Dieser Teil versteckt sich vor den Verdauungsenzymen in den so genannten Außenmembranvesikeln.“
Außenmembranvesikel sind die wichtigsten „Helferlein“ des Cholera-Bakteriums: diese – von seiner Außenhaut entkoppelten – kleinen Abschnürungen unterstützen es bei der Anpassung an verschiedene Umgebungen oder bei der Verteidigung gegen das menschliche Immunsystem. Und auch beim Giftstofftransport bzw. bei dessen Abgabe, wie das Forschungsteam jetzt gezeigt hat: „Auf diese Art bleibt das Toxin nicht nur länger im Darm aktiv. Wenn der versteckt gehaltene Teil – zusätzlich zur bereits frei abgegeben Menge – ausgestoßen wird, nehmen die Darmzellen diesen sehr schnell auf“, beschreibt Schild.
Publikation:
Franz G Zingl, Himadri B. Thapa, Martina Scharf, Paul Kohl, Anna M. Müller, Stefan Schild. Outer membrane vesicles of Vibrio cholerae protect and deliver active cholera toxin to host cells via porin-dependent uptake. mBio May 2021; DOI: 10.1128/mBio.00534-21.
https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.00534-21