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Infektionskrankheiten:Krieg der Keime

Tarnen, täuschen und "mit Handgranaten werfen": Forscher entdecken immer mehr Tricks, mit denen Viren und Bakterien gegeneinander kämpfen und das Immunsystem des Wirts schwächen.

Katrin Blawat

Die Nase läuft, das Fieber steigt und der Darm rumort - wenn es so weit gekommen ist, hat zuvor im menschlichen Körper bereits ein Kampf auf Leben und Tod getobt.

Anthrax Milzbrand

Der Milzbrand-Erreger sondert ein Gift ab, das über mehrere Zwischenschritte die weißen Blutzellen des Immunsystems in ihrer Arbeit behindert. Daher können sich die Bazillen rasch vermehren und im Körper ausbreiten - sogar wenn anfangs ein einzelnes Bakterium einer Schar von Immunzellen gegenüberstand.

(Foto: CDC)

Denn auch Viren und Bakterien müssen sich gegen Konkurrenten aus den eigenen Reihen behaupten, etwa wenn mehrere Bakterienarten darum wetteifern, die selben Zellen zu infizieren. Wer unterliegt, den töten die Sieger. Doch welche Waffen setzen die Mikroorganismen gegeneinander ein? Wie schaffen es die Sieger, sich im gesamten Organismus auszubreiten?

Am heutigen Donnerstag präsentieren Wissenschaftler in den Fachmagazinen Nature und Cell Host and Microbe etliche neu entdeckte Tricks, mit deren Hilfe sich Bakterien gegenseitig überlisten und Mikroben und Viren das menschliche Immunsystem täuschen.

Viele Bakterien betreiben einen erheblichen Aufwand, um Keime fremder Arten von jenen Zellen zu vertreiben, die sie selbst gern infizieren möchten. Die Strategie der Bakterien sei vergleichbar damit, "Handgranaten auf Feinde zu werfen", wie die Mikrobiologin Peggy Cotter von der University of North Carolina sagt.

Ihre Sprache ist wie die aller Immunologen eine recht barbarische. Von Fress- und Killerzellen ist da die Rede, von der Mobilisierung aller verfügbaren Reserven, von Vernichtung und von einem beständigen Wettrüsten. Statt Handgranaten nutzen viele Bakterien einen Gift-Cocktail, den sie in ihre Umgebung absondern und der Mikroben fremder Arten tötet. Andere Organismen vernichten ihre Konkurrenten mit Hilfe von Proteinen, deren Kontakt für Keime anderer Arten tödlich oder zumindest sehr schädlich ist.

Wie in jedem Krieg gerät allerdings auch bei den Mikroben-Kämpfen schnell durcheinander, wer Freund und wer Feind ist. "Im menschlichen Körper prallen ständig Keime aufeinander, auch solche der gleichen Art", sagt Cotter. Daher haben die Bakterien einen wirksamen Schutzschild gegen die Angriffe ihrer "Verwandten" entwickelt.

Eine Mikrobe besitzt sozusagen ihr eigenes Räumkommando: Proteine, die giftige Stoffe der eigenen Art unschädlich machen. Cotter und ihre Kollegen sehen darin eine einfache Form der Sippenselektion: Nahe Verwandte werden verschont, genetisch weiter entfernte Lebewesen hingegen getötet - in der Natur ist dies ein immer wiederkehrendes Prinzip.

Die Mikroben allerdings begnügen sich offenbar nicht damit, ihre Feinde zu töten. Untersuchungen an Bordetella pertussis, dem Erreger des Keuchhustens, geben Hinweise auf eine weitere perfide Taktik. Vermutlich stehlen die Bakterien sowohl die Gift-Maschinerie als auch die Schutzschilde ihrer Feinde, nachdem sie diese getötet haben. "So wächst das Waffen-Repertoire beständig weiter", sagt Cotter.

Dies gilt allerdings auch für den menschlichen Körper, der von Geburt an auf verschiedene Weise gegen krankmachende Mikroorganismen gerüstet ist. So funktionieren mehrere Typen von weißen Blutzellen, darunter auch Fresszellen, als eine Art Immun-Feuerwehr. Sie rückt aus, sobald irgendeine Zelle im Körper einen Eindringling meldet.

Da Bakterien einige Zeit benötigen, um sich zu vermehren, sind zu Beginn einer Infektion die Immunzellen in der Überzahl und daher oft noch im Stande, eine Infektion zu bekämpfen, bevor sie in vollem Umfang ausbrechen kann. Dieses Schutzsystem des Körpers allerdings versagt zum Beispiel dann, wenn es sich bei den Bakterien um den Milzbrand-Erreger Bacillus anthracis handelt.

Wie nun Forscher um Stephen Leppla von den National Institutes of Health entdeckt haben, sondert der Milzbrand-Erreger ein Gift ab, das über mehrere Zwischenschritte die weißen Blutzellen in ihrer Arbeit behindert. Daher können sich die Bazillen rasch vermehren und im Körper ausbreiten - sogar wenn anfangs ein einzelnes Bakterium einer Schar von Immunzellen gegenüberstand.

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