Bakterielle Zusammenarbeit auf molekularer Ebene
Eine Biofilm ist eine Gemeinschaft von Mikroben, die sich an einer Oberfläche gebildet hat. Als solche sind sie in einem Polymergerüst eingewickelt, das Adhäsion und die Entwicklung von geordneten 3D-Strukturen erleichtert. Die vielleicht beunruhigendste Eigenschaft ist eine antimikrobielle Barriere. Das EU-finanzierte Projekt PSL (Intercellular signalling functions of bacterial biofilm extracellular matrix) untersuchte und verglich den gemeinschaftlichen Wert der beiden verbreiteten Polysaccharide PSL und PEL bei Pseudomonas aeruginosa. Als opportunistischer Erreger kann P. aeruginosa Sepsis und beatmungsassoziierte Pneumonie verursachen. PSL sind geteilte Produkte, die allen zugutekommen, und sogar Nicht-Produzenten können davon profitieren, etwa durch den Schutz vor Antibiotika. PEL dagegen sind individuelle Produkte und deren Mutanten werden von PEL-Produzenten schnell übertroffen. Andererseits bieten PEL keinen gemeinsamen Schutz gegen antimikrobielle Mittel. Nach Analysen von metallischen Molekülen wie Silber und Gallium folgerten die Forscher, dass diese Anti-Biofilm-Medikamente einer neuen Generation vielversprechend sind, aber weitere untersucht werden müssen. Eine andere Möglichkeit von Maßnahmen gegen Biofilme ist der Typ IV-Pilus, der für Oberflächenbeweglichkeit eingesetzt wird. Möglicherweise wichtig für die Organisation nach der Anhaftung, sind es keine PSL-Rezeptoren für die Signalisierung, aber sie könnten möglicherweise eine Verbindungen zwischen PSL und Typ IV darstellen, die die Oberflächenbeweglichkeit unterstützen. Die Forscher untersuchten auch Verbindungen zwischen der Regulierung von PEL- und PSL-Polysacchariden. Vorangegangene Untersuchungen vermuteten, dass der globale posttranskriptionelle Regulator, RsmA, eine Rolle bei der Regulierung beider Polysaccharide spielen könnte. Die Projektforschung von PSL jedoch zeigte, dass es zwei zwischengeschaltete Regulatoren zwischen PEL und RsmA gibt, was auf keine direkte Beziehung zwischen den beiden hindeutet. Das Projekt schuf eine umfangreiche Wissensplattform zu einem Thema, das im Kampf gegen die Antibiotika-Resistenz von wesentlicher Bedeutung ist. Nicht-selektive Methoden, um Bakterien zu töten, erhöhen normalerweise den Selektionsdruck für Resistenz. Das Zielen auf die molekulare Grundlage der Biofilmbildung beseitigt diese Tendenz und wird wahrscheinlich eine nachhaltigere Lösung gegen bakterielle Infektionen zur Verfügung zu stellen.
Schlüsselbegriffe
Biofilm, Antibiotika-Resistenz, chronische Infektion, PSL, PEL, RsmA
