Staphylococcus wird seiner schützenden Hülle beraubt
S. aureus bildet bestimmte Strukturen – eben jene Biofilme – zum Schutz vor antibakteriellen Medikamenten. Die dicht gepackten Mikrobenzellen stellen dabei einen schleimigen, mehrlagigen Film aus eigens produzierten Polymeren her, der sie umgibt und sie effektiv vor jeglichen antibiotischen Wirkstoffen schützt, mit denen ihnen in Krankenhäusern inner- und außerhalb des menschlichen Körpers zu Leibe gerückt werden soll. Der Biofilm ist hauptsächlich aus Exopolysacchariden aufgebaut, an denen inzwischen intensiv geforscht wird. Das EU-finanzierte Projekt PROTEIN-BIOFILM (Characterization of protein-dependent biofilms by Staphylococcus aureus) untersuchte eine Matrix, für deren Herstellung S. aureus bestimmte Proteine benötigt. Das Projektteam identifizierte und charakterisierte drei Proteine im Bakterienfilm – Protein A, das Fibronektin-bindende Protein (FnBP) und das Biofilm-assoziierte Protein (Bap). Mit geeigneten Methoden, u.a. durch Kopplung von zweidimensionaler Nanoflüssigkeits-Chromatografie mit Massenspektrometrie sowie Assays für Adhäsion und Invasion wurde untersucht, mit welchen spezifischen Eigenschaften jedes Protein zur Bildung dieser äußerst wirksamen Schutzhülle beiträgt. Protein A ist ein Hauptbestandteil der Biofilmmatrix und fördert die bakterielle Aggregation sowie die Biofilmentstehung. Insbesondere fördert es den konstanten Fluss sowie statische Kulturbedingungen, und zwar unabhängig von dem essentiellen Exopolysaccharid PIA-PNAG. Interessant für die Entwicklung von Bekämpfungsstrategien ist, dass Immunglobulin A (Antikörper gegen Protein A) eine effektive Biofilmerzeugung verhindert. Die Familie der 20 LPXTG-Proteine, die die Biofilmproduktion vermittelt, sind wichtige Komponenten in der Biofilmmatrix. Das Fibronektin-bindende Protein, ein Protein aus dieser Gruppe, spielt offenbar eine besonders wichtige Rolle bei der Matrixbildung. Das Protein Bap induziert eine Protein-abhängige Biofilmmatrix in einigen Stämmen von S. aureus und fördert die bakterielle Zelladhäsion an zwei Epithelzelllinien. Ein weiteres Protein, Gp96, wird mit der Inhibition der Bap-vermittelten Invasion an der Zelloberfläche assoziiert. S. aureus gehört zu den fünf bedeutendsten Krankenhauskeimen und ist häufiger Auslöser von postoperativen Wundinfektionen. Am gefährlichsten sind Methicillin-resistente S. aureus-Stämme, da sie kaum noch auf gängige Antibiotika ansprechen. Mit neuen Wirkstoff-Targets könnte effektiv gegen Biofilme vorgegangen werden, deren Hauptbestandteile Staphylokokkenproteine sind.
