{"id":73756,"date":"2023-08-04T11:14:17","date_gmt":"2023-08-04T09:14:17","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=73756"},"modified":"2023-08-04T11:45:40","modified_gmt":"2023-08-04T09:45:40","slug":"so-passt-sich-der-krankenhauskeim-acinetobacter-baumannii-schnell-an-neue-umweltbedingungen-an","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/so-passt-sich-der-krankenhauskeim-acinetobacter-baumannii-schnell-an-neue-umweltbedingungen-an\/","title":{"rendered":"How the hospital germ Acinetobacter baumannii quickly adapts to new environmental conditions"},"content":{"rendered":"<p><strong>Im Krankenhaus erworbene Infektionen sind oft besonders schwer zu behandeln, weil die Erreger Resistenzen gegen g\u00e4ngige Antibiotika aufweisen. In dieser Hinsicht besonders gef\u00fcrchtet ist das Bakterium <em>Acinetobacter baumannii<\/em>, f\u00fcr dessen Bek\u00e4mpfung unter gro\u00dfem Druck neue Therapieans\u00e4tze gesucht werden. Bioinformatiker der Goethe-Universit\u00e4t und der Forschergruppe FOR2251 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) haben nun innerhalb von <em>A. baumannii<\/em> eine unerwartet gro\u00dfe Diversit\u00e4t bestimmter Zellanh\u00e4nge nachgewiesen, die mit der Pathogenit\u00e4t im Zusammenhang stehen. Daraus k\u00f6nnten Behandlungsstrategien resultieren, die spezifisch auf einen bestimmten Keim zugeschnitten sind.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image alignright size-full is-resized\"><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Beitragsbild_Acinetobacter-jpg.webp\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Beitragsbild_Acinetobacter-jpg.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-73757\" width=\"381\" height=\"264\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Beitragsbild_Acinetobacter-jpg.webp 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Beitragsbild_Acinetobacter-300x208.webp 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Beitragsbild_Acinetobacter-18x12.webp 18w\" sizes=\"(max-width: 381px) 100vw, 381px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Wie ein multifunktionales Gartenwerkzeug: Die T4A-Pili verschiedener Acinetobacter-St\u00e4mme haben in der Evolution das ComC-Protein an ihrer Spitze ver\u00e4ndert (oval, in verschiedenen Farben), um sich in unterschiedlichen Nischen innerhalb des Menschen anzusiedeln. Graue Balken: Zellh\u00fclle. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>J\u00e4hrlich erkranken in Europa mehr als 670 000 Menschen an antibiotikaresistenten Erregern, und 33 000 sterben an den von ihnen verursachten Krankheiten. Besonders gef\u00fcrchtet sind Keime, die unempfindlich gleich gegen mehrere Antibiotika sind. Zu ihnen geh\u00f6rt das Bakterium <em>Acinetobacter baumannii<\/em>, das heute vor allem als \u201eKrankenhauskeim\u201c gef\u00fcrchtet ist: Sch\u00e4tzungen zufolge gehen bis zu f\u00fcnf Prozent aller im Krankenhaus erworbenen und ein Zehntel aller bakteriellen Infektionen mit t\u00f6dlichem Ausgang allein auf diesen Keim zur\u00fcck. Damit steht <em>A. baumannii<\/em> ganz oben auf einer Liste von Erregern, f\u00fcr die laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) neue Therapien entwickelt werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine Voraussetzung daf\u00fcr ist das Verst\u00e4ndnis, welche Eigenschaften <em>A. baumannii<\/em> zu einem Krankheitserreger machen. Bioinformatiker um Prof. Ingo Ebersberger von der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt und dem LOEWE-Zentrum f\u00fcr Translationale Biodiversit\u00e4tsgenomik (LOEWE-TBG) vergleichen hierzu die Genome und die darin kodierten Proteine \u00fcber eine Vielzahl unterschiedlicher <em>Acinetobacter<\/em>-St\u00e4mme hinweg. Vor allem aus den Unterschieden zwischen gef\u00e4hrlichen und harmlosen St\u00e4mmen k\u00f6nnen R\u00fcckschl\u00fcsse gezogen werden, welche Gene zur Pathogenit\u00e4t beitragen.<\/p>\n\n\n\n<p>Entsprechende Studien haben sich mangels geeigneter Methoden bisher darauf konzentriert, ob ein Gen in einem Bakterienstamm vorhanden ist oder nicht. Daneben k\u00f6nnen Bakterien aber auch neue Eigenschaften erwerben, indem sie schon vorhandene Gene und damit die davon kodierten Proteine ver\u00e4ndern. Ebersbergers Team hat deshalb eine bioinformatische Methode entwickelt, um die Ver\u00e4nderung von Proteinen entlang einer evolution\u00e4ren Linie zu verfolgen und diese Methode nun in Kooperation mit Mikrobiolog:innen des Instituts f\u00fcr Molekulare Biowissenschaften sowie des Instituts f\u00fcr Medizinische Mikrobiologie und Infektionskontrolle der Goethe-Universit\u00e4t erstmals auf <em>Acinetobacter<\/em> angewendet.<\/p>\n\n\n\n<p>Dabei konzentrierten sich die Forscher:innen auf haar\u00e4hnliche Zellanh\u00e4nge, sogenannte Typ-IVa-(T4A)-Pili, die bei Bakterien weit verbreitet sind und die der Interaktion mit der Umwelt dienen. Dass sie einerseits bei ungef\u00e4hrlichen Bakterien vorkommen, andererseits bei manchen Pathogenen sogar als Schl\u00fcsselfaktor f\u00fcr die Virulenz identifiziert wurden, deutet darauf hin, dass die T4A-Pili im Laufe der Evolution wiederholt neue, mit der Pathogenit\u00e4t assoziierte Eigenschaften erworben haben.<\/p>\n\n\n\n<p>Tats\u00e4chlich konnte das Forschungsteam zeigen, dass das Protein ComC, das an der Spitze der T4A-Pili sitzt und f\u00fcr deren Funktion essenziell ist, innerhalb der Gruppe der pathogenen <em>Acinetobacter<\/em>-St\u00e4mme auff\u00e4llige Ver\u00e4nderungen zeigt. Selbst verschiedene St\u00e4mme von <em>A. baumannii<\/em> verf\u00fcgen \u00fcber unterschiedliche Varianten dieses Proteins. Ebersberger vergleicht daher die T4A-Pili mit einem multifunktionalen Gartenwerkzeug, bei dem der Griff stets gleich bleibt, die Aufs\u00e4tze aber auswechselbar sind. \u201eAuf diese Weise k\u00f6nnen \u00fcber kurze evolution\u00e4re Zeitr\u00e4ume drastische Funktions\u00e4nderungen erreicht werden\u201c, ist der Bioinformatiker \u00fcberzeugt. \u201eWir gehen davon aus, dass Bakterienst\u00e4mme, die sich in den T4A-Pili unterscheiden, auch unterschiedlich mit ihrer Umwelt in Kontakt treten. Das kann sich beispielsweise darauf auswirken, in welcher Nische innerhalb des Menschen sich der Erreger ansiedelt.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Das Wissen um die unerwartet hohe Diversit\u00e4t innerhalb des Keims soll daf\u00fcr genutzt werden, die Behandlung von Infektionen mit <em>A. baumannii<\/em> zu verbessern, wie Ebersberger erkl\u00e4rt: \u201eAufbauend auf unseren Ergebnissen k\u00f6nnten personalisierte Therapien entwickelt werden, die ganz auf einen bestimmten Erregerstamm zugeschnitten sind\u201c. Die Studie von Ebersberger und Kolleg:innen zeigt aber noch etwas anderes: Vermutlich haben bisherige Studien zur vergleichenden Genomik von <em>A. baumannii<\/em> erst die Spitze des Eisbergs ans Licht gebracht. \u201eUnser Ansatz hat die Aufl\u00f6sung der Suche nach m\u00f6glichen Komponenten, die Pathogene charakterisieren, deutlich erh\u00f6ht\u201c, so Ebersberger.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#eeeeee\"><strong>Publikation: <\/strong>Ruben Iruegas, Katharina Pfefferle, Stephan G\u00f6tting, Beate Averhoff, Ingo Ebersberger: <strong>Feature-architecture aware phylogenetic profiling indicates a functional diversification of type IVa pili in the nosocomial pathogen <em>Acinetobacter baumannii<\/em>.<\/strong> PLOS Genetics (2023) <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1371\/journal.pgen.1010646\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1371\/journal.pgen.1010646<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Im Krankenhaus erworbene Infektionen sind oft besonders schwer zu behandeln, weil die Erreger Resistenzen gegen g\u00e4ngige Antibiotika aufweisen. 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