Forscher der Technischen Universität in München haben eine neue Methode entwickelt, mit der verhindert wird, dass sich der Anthrax-Bazillus weiter verbreitet. Das Team um Professor Arne Skerra ist es gelungen den Milzbrand-Erreger daran zu hindern, dass dieser das für ihn notwendige Eisen aufnimmt. Dies benötigt der Bazillus, um sich weiter zu verbreiten. In dem der spezielle Eisen- Komplexbildner neutralisiert wird, bleibt dem Erreger der Zugang zu Eisen im menschlichen Körper verwehrt. Eine effektive Behandlung der lebensbedrohlichen Infektion Milzbrand könnte dadurch ermöglicht werden.
Milzbrand
Milzbrand, die Erkrankung, die auch unter dem Namen Anthrax bekannt ist, wird durch Bakterien ausgelöst. Zwar kann der Erreger mit Hilfe eines Antibiotikums bekämpft werden, jedoch ist das Gift, das er abgibt, besonders gefährlich. Die Krankheit kann tödlich enden, wenn sie zu spät erkannt wird.
Da der Milzbrand-Erreger besonders widerstandsfähig ist, kann er unter Umständen im Erdboden überleben. Die sogenannten Sporen des Bakteriums werden von grasenden Tieren wie beispielsweise Rinder oder Schafe gefressen, wodurch sie an Milzbrand erkranken. Gerade Menschen, die mit Nutztieren oder Tierprodukten arbeiten, können sich infizieren. Zwar treten in Deutschland nur noch selten Anthrax-Fälle auf, die Folgen können im schlimmsten Fall tödlich sein.
Nicht ausreichend erhitztes Fleisch
Eine weitere Ansteckungsquelle mit dem Milzbrand-Erreger ist das Fleisch erkrankter Tiere. Wird dies nicht ausreichend erhitzt, kann sich der Mensch anstecken. In Südfrankreich etwa traten Ende August dieses Jahres Milzbrand-Erkrankungen bei Nutztieren auf. Seit 20 Jahren war dies einer der heftigsten Ausbrüche, wie französische Medien berichteten. Durch Milzbrand gefährdet ist aber auch der Bestand wildlebender Schimpansen und Gorillas.
Milzbrand als Biowaffe
Noch bedrohlicher ist Milzbrand, wenn der Erreger als Biowaffe eingesetzt wird. Dann stellt das Bakterium eine weltweite Bedrohung dar. Im Jahr 2001 starben in den USA fünf Menschen, als mehrere Briefe mit Milzbrandsporen verschickt wurden.
Eisenaufnahme verhindern
Um den gefährlichen Milzbrand-Erreger an seiner Verbreitung zu hindern, nutzte das Team um Professor Skerra, eine bestimmte Eigenschaft von Bakterien. Sie benötigen, wie jede Körperzelle, das essentielle Spurenelement Eisen. Es ist jedoch nicht leicht verfügbar, da es in Körperflüssigkeiten fest an Proteine gebunden ist. Deshalb stellen Bakterien spezielle Komplexbildner her. Sie werden Siderophore oder auch Eisenträger genannt. Ihre Aufgabe: Die wenigen freien Eisen-Ionen zu binden, um sie über das bakterieneigene Transportsystem aufzunehmen. Das menschliche Immunsystem setzt dem ein Protein, das Siderocalin, entgegen. Es zirkuliert im Blut und nimmt die Eisen-Siderophore hochaffin auf und scheidet sie über die Niere aus.
Der spezielle Eisenträger des Milzbranderregers, das Petrobactin, wird vom Siderocalin jedoch nicht erkannt. Professor Skerra vom Lehrstuhl für Biologische Chemie entwickelte die Idee, das Anthrax-Siderophor auszuschalten. Somit soll die Vermehrung des Milzbranderregers gebremst werden. Dazu wurde am Lehrstuhl die Anticalin-Technologie entwickelt, mit der das körpereigene Siderocalin umkonstruiert werden konnte. Das Ergebnis: Petrocalin kann den Siderophor des Milzbranderregers neutralisieren.
„Das neu entwickelte Petrocalin fängt Petrobactin ab und entzieht damit dem Milzbranderreger den Zugang zum lebensnotwendigen Eisen, was wie ein Protein-Antibiotikum wirkt“, sagt Skerra – „in Kooperation mit Professor Siegfried Scherer vom Lehrstuhl für Mikrobielle Ökologie konnten wir jüngst beweisen, dass dieser Ansatz in Bakterienkulturen funktioniert.“
Diese neu entwickelte Strategie kann bei der Behandlung von Milzbrand-Infektionen neue Wege eröffnen. Denn es ist gelungen, die Ausbreitung des Bakteriums im Körper von Patienten zu unterdrücken. Für Studie arbeiteten Prof. Skerra und sein Team mit einem abgeschwächten Laborstamm – jedoch nicht mit dem humanpathogenen Erreger.
(Bild: Skerra / TUM)
