Staphylokokken bevorzugen menschliches Blut

Nashville (USA) - Das Bakterium Staphylococcus aureus deckt seinen Eisenbedarf, wenn es sich bei einer Infektion im Blut vermehrt, aus dem eisenhaltigen Blutfarbstoff Hämoglobin. Dabei bevorzugt es menschliches Hämoglobin gegenüber tierischem, berichten amerikanische Mikrobiologen. Um das im Protein gebundene Eisen nutzen zu können, verfügen die Bakterien über spezielle Bindeproteine in der Zellhülle. Diese Rezeptoren sind an die Molekülstruktur des menschlichen Hämoglobins angepasst. Es wäre denkbar, dass individuelle, genetisch bedingte Unterschiede in der Hämoglobinstruktur die Anfälligkeit für Staphylokokken-Infektionen beeinflussen, schreiben die Forscher im Fachblatt "Cell Host & Microbe". Hemmstoffe, die den Hämoglobinrezeptor blockieren, könnten sich für eine Therapie bei Infektionserregern eignen, die gegen andere Antibiotika bereits resistent geworden sind.

"Warum werden manche Menschen häufiger mit Staphylokokken infiziert oder leiden unter sehr schweren Staphylokokken-Infektionen, andere dagegen nicht? Mitverantwortlich dafür könnten Unterschiede im Hämoglobin sein", sagt Eric Skaar von der Vanderbilt University in Nashville. Bei etwa jedem dritten gesunden Menschen lässt sich Staph. aureus in der Nase nachweisen. Nur wenn es den Bakterien gelingt, in den Körper einzudringen, kann es zu leichten bis schweren Infektionen kommen. Im Blut können sich Bakterien generell nur vermehren, wenn eine Aufnahme von Eisen möglich ist. Dazu bringt Staph. aureus durch Toxine rote Blutkörperchen zum Platzen und bindet das frei werdende Hämoglobin an das Rezeptorprotein IsdB in der Zellhülle. Schließlich wird die eisenhaltige Hämgruppe in die Bakterienzelle transportiert und daraus das Eisen freigesetzt.

Das Forscherteam von Skaar konnte nun zeigen, dass der IsdB-Rezeptor menschliches Hämoglobin besser bindet als tierisches. Dieser Nachweis gelang mit genetisch veränderten Mäusen, die menschliches Hämoglobin bildeten. Solche Tiere waren anfälliger für invasive Staphylokokken-Infektionen als normale Mäuse. Staph. aureus ist nicht der einzige Erreger, der sich an menschliches Hämoglobin als Eisenquelle angepasst hat. Auch andere Bakterienarten, die auf den Menschen als Wirt angewiesen sind, wie der Diphtherieerreger Corynebacterium diphtheriae, bevorzugten die menschliche Variante des Hämoglobins. Dagegen nutzten Bakterien wie Pseudomonas aeruginosa oder Bacillus anthracis, die auch Tiere infizieren, menschliches und Mäuse-Hämoglobin mit gleicher Effizienz.

Die Forscher halten es für möglich, dass kleinere Unterschiede in der Molekülstruktur des Hämoglobins für die unterschiedliche Anfälligkeit von Menschen gegenüber Staphylokokken-Infektionen verantwortlich sein könnten. Besonders gefährdete Menschen sollten dann bei Aufnahme in ein Krankenhaus durch spezielle Vorsorgemaßnahmen besser geschützt werden. Weitere Forschungen sollen dazu beitragen, neue Antibiotika zu entwickeln, die gezielt den Hämoglobinrezeptor blockieren. Solche Mittel werden dringend benötigt. Denn inzwischen gibt es multiresistente Formen von Staph. aureus, die MRSA-Stämme, gegen die fast kein verfügbares Antibiotikum mehr wirksam ist.