Ärzte Zeitung online, 30.11.2009

Wie Listerien sich in menschliche Zellen schleusen lassen

BRAUNSCHWEIG (eb). Um menschliche Zellen zu infizieren, benutzen Listeria-Bakterien einen Trick: Sie binden mit zwei Invasionsproteinen an einen Rezeptor auf der Zelloberfläche und lassen sich in die Zelle einschleusen. Das haben jetzt Forscher der Universität Bielefeld und des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig in Kooperation mit einer englischen Arbeitsgruppe herausgefunden.

Listerien kommen beispielsweise in verdorbenen Nahrungsmitteln vor. Besonders gefährlich sind sie für Schwangere, Neugeborene und Menschen mit schwachem Immunsystem. Der Krankheitserreger überwindet zunächst die Darmwand und gelangt so in den Körper. Für die weitere Verbreitung ist dann das Invasionsprotein "Internalin B" der Schlüssel.

Dieses Protein auf der Oberfläche der Bakterien erkennt den Rezeptor Met auf der Wirtszelle und aktiviert ihn. Daraufhin nehmen die Wirtszellen die Bakterien auf. In den Zellen nutzen die Listerien deren Nährstoffe und sind vor einer Immunantwort weitestgehend geschützt.

Bislang wussten Forscher nicht, wie das bakterielle Protein den menschlichen Rezeptor aktiviert. Um dies zu untersuchen, klärten die Wissenschaftler zunächst die Strukturen von Internalin B allein sowie im Komplex mit Met auf (Journal of Molecular Biology, online vorab, November 2009).

"Mithilfe der Röntgenstrukturanalyse fiel uns auf, dass sich in den erhaltenen Proteinkristallen jeweils zwei Internalin B-Moleküle auf typische Weise aneinander lagerten", sagt Hartmut Niemann, Juniorprofessor an der Universität Bielefeld. Daraus entstand die Idee, dass ein solches Dimer für die Aktivierung des Rezeptors eine entscheidende Rolle spielen könnte.

Ein paar kleinere chemische Veränderungen an den Internalin B-Molekülen bestätigten die These der Wissenschaftler: Verhinderten sie das Zusammenlagern zum Dimer, aktivierte das Internalin den Met-Rezeptor auf menschlichen Zellen nur schwach. Bauten sie hingegen feste Brücken zwischen zwei Internalin B-Molekülen ein, fiel die Aktivierung ungewöhnlich stark aus.

Diese Ergebnisse könnten in Zukunft auch zu neuen Medikamenten führen. "Met spielt im Körper zum Beispiel bei der Wundheilung eine wichtige Rolle", erklärt Professor Dirk Heinz vom HZI. "Dank der besonderen Eigenschaft des Internalin B-Dimers, Met sehr stark zu aktivieren, könnten daraus einmal neue Medikamente für eine bessere Wundheilung entstehen."

Zum Abstract der Originalpublikation "Ligand-Mediated Dimerization of the Met Receptor Tyrosine Kinase by the Bacterial Invasion Protein InlB"

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