Darmkeim: Wie werden E.-coli-Bakterien zu Krankheitserregern?

Suche nach Zusammenhang zwischen Bakteriengenen und Krankheitsschwere

Escherichia coli (E. coli) sind Bakterien, die in der normalen Darmflora vorkommen. Einzelne Stämme gehören dort aber nicht hin und haben krankheitsauslösende Eigenschaften. Doch wie wird dieser Darmkeim zum Krankheitserreger?

Von E.-coli-Bakterien gibt es pathogene Stämme und solche, die keine Erkrankungen auslösen. Forschende haben jetzt untersucht, ob bestimmte Gene des Bakteriums im Zusammenhang mit der Schwere der verursachten Krankheiten stehen. Ihr Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „PLOS Genetics“ veröffentlicht.

Verursacher von Blasenentzündung und Sepsis

Wie in einer aktuellen Mitteilung von TWINCORE – Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung, erklärt wird, ist Escherichia coli Teil der menschlichen Darmflora.

Als sogenannter Kommensale verursacht der Keim dort normalerweise keinen Schaden. Im Darm und in anderen Organen kann er aber auch zum Pathogen, also Krankheitserreger werden. Im Urogenitaltrakt verursacht E. coli zum Beispiel Blasenentzündungen und in der Blutbahn kann er eine Sepsis (Blutvergiftung) hervorrufen.

Die Blutvergiftung ist eine gefürchtete Folge von bakteriellen Infektionen und kann in zehn bis 30 Prozent der Fälle sogar tödlich verlaufen. Wie schwer eine solche Infektion verläuft, ließ sich bisher nicht anhand der genetischen Ausstattung des Darmkeims vorhersagen.

Bestimmte genetische Varianten

Forschende vom TWINCORE in Hannover haben nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen von der medizinischen Fakultät der Universität Paris analysiert, ob bestimmte genetische Varianten von E. coli im Zusammenhang mit einem schwereren Verlauf stehen.

Dafür haben sie eine sogenannte genomweite Assoziationsstudie durchgeführt, erläutert Marco Galardini, Leiter der RESIST-Forschergruppe Systembiologie Mikrobieller Gemeinschaften.

„Dafür haben wir Bakterienproben aus zwei großen Patientenstudien sequenziert und mit dem Verlauf der Infektion korreliert“, sagt der Wissenschaftler. Zudem wurden Charakteristika wie Alter, Geschlecht oder bekannte Vorerkrankungen mit in die Analyse einbezogen.

Strategie zur Vermeidung von lebensbedrohlichen Erkrankungen

Das Team konnte keine Gene, die die Schwere der Erkrankung bestimmen, identifizieren. Die Forschenden machten jedoch eine andere, interessante Entdeckung: „Eine bestimmte Genkassette stand in klarem Zusammenhang mit Infektionen, die im Harntrakt begonnen haben“, erklärt Galardini.

Hieraus lässt sich laut dem Experten eine Strategie zur Vermeidung von lebensbedrohlichen Erkrankungen ableiten. „Man könnte zukünftig die Erreger bei einer Blasenentzündung sequenzieren und dann entscheiden, ob die medikamentöse Behandlung vorsichtshalber angepasst werden sollte“, so Galardini.

Höhere Anzahl von Proben nötig

Dass die Forscherinnen und Forscher keinen Zusammenhang zwischen dem Genom der Bakterien und dem Krankheitsverlauf nachweisen konnten, bedeutet nicht zwangsläufig, dass es keinen gibt.

Wie Galardini erklärt, könnte es genauso gut sein, dass die Zahl der untersuchten Proben zu klein war. „In einer Simulation zeigte sich, dass die zehnfache Anzahl von Proben nötig wäre, um die Verbindung mit höherer Sicherheit nachzuweisen oder auszuschließen.“

Daher wird nun eine umfangreichere Nachfolgestudie vorbereitet. (ad)