Bildgebende Methoden für bakterielle Infektionsprozesse
Der Nahrungsmittelkeim Listeria monocytogenes verursacht die potenziell tödliche Infektionskrankheit Listeriose, die vor allem immungeschwächte Menschen, Schwangere und deren Föten gefährdet. Das Bakterium greift von der Wirtszelle auf benachbarte Zellen über, indem es das Aktinzytoskelett modifiziert. Das EU-finanzierte zweijährige Forschungsprojekt 3DCELLART (Cytoskeleton architecture in host cells during Listeria infection using cryo-electron tomography) untersuchte listerienbedingte Umbauten des Zytoskeletts in den Wirtszellen.Mittels Kryoelektronentomographie (Kryo-ET) können Strukturen in lebenden Zellen bis zu einer Auflösung von 5 nm dargestellt werden, sodass der Umbau des Zytoskeletts in der infizierten Zelle beobachtet werden konnte. An Zellproben in lebensnahem Zustand wurden Messungen unter dem Gefrierpunkt durchgeführt. Quantitative Analysen der supramolekularen Architektur enthüllten Stränge aus nahezu parallelen, hexagonalen, gepackten Filamenten mit Abständen von 12 bis 13 nm. Ähnliche Konfigurationen wurden in den Aktinstressfasern und Filopodien beobachtet, was darauf hindeutet, dass das Vorhandensein nanoskopischer Stränge bei für Motilität zuständigen Aktinfilamenten generisch ist und die benötigte Steifigkeit gewährleistet. Diese häufige Eigenschaft von Aktinfilamenten ist vor allem für die Erzeugung von Kräften wichtig. Die Ergebnisse, die in einer renommierten Fachzeitschrift veröffentlicht wurden, stellen einen Durchbruch auf dem Gebiet der bakteriellen Infektionsforschung dar und bieten spektakuläre Kryo-ET-Daten zu bakteriell infizierten eukaryotischen Zellen. Die Forschungsergebnisse können damit neue molekulare Zielstrukturen zur Entwicklung innovativer Antibiotika beitragen.
