Die ersten Minuten der Helicobacter pylori-Infektion

Bochum, 10.03.1999
Nr. 55

Die ersten Minuten der Infektion
Etappensieg im Kampf gegen das Magengeschwür
RUB-Wissenschaftler erhalten Bennigsen-Foerder-Preis


Erstmals ist es möglich, die Einnistung des ebenso gefährlichen wie
weitverbreiteten Helicobacter pylori in den Magenschleim
nachzuvollziehen und die dafür notwendigen Bedingungen festzustellen.
Die Mikrobiologin Dr. Christine Josen-hans und der Physiologe Dr.
Sören Schreiber (beide: Medizinische Fakultät der RUB) entwickelten
eine neue Technik zum exakten Nachweis dieser Bakterien, die
Magengeschwüre, ja sogar Magenkrebs verursachen. Für ihre Forschungen
über die ersten Minuten der Helicobacter-Infektion erhalten sie am
17.März 1999, 14 Uhr, aus den Händen von NRW-Wissenschaftsministerin
Gabriele Behler im Thürmer-Saal, Bochum,  den mit 100.000 DM dotierten
Bennigsen-Foerder-Preis des NRW-Wissenschaftsministeriums (MSW-WF).
Mit den Förder-mitteln können die Forscher ihre Studien fortsetzen, um
so Möglichkeiten der Therapie und der Prophylaxe zu finden.

Lebenslange Infektion bei der Hälfte der Weltbevölkerung

Helicobacter pylori ist der Erreger einer Volkskrankheit: Über die
Hälfte der Weltbevölkerung ist mit ihm infiziert. Hat er sich einmal
angesiedelt, bleibt die Infektion meist ein ganzes Leben lang
bestehen. Die Folgen können schwerwiegend sein:
Magenschleimhautentzündungen und Magen- und Dünndarmgeschwüre . Das
Bakterium gilt auch als eine der Ursachen für Magenkrebs. In den Magen
jedes gesunden Menschen gelangen Bakterien - sowohl unschädliche als
auch Krankheitserreger.

Unwirtliches Millieu

Daß der Körper trotzdem nicht erkrankt, ist auf das unwirtliche Milieu
im Magen zurückzuführen: der Verdauungssaft enthält z. B. Salzsäure
und Pepsin, die Bakterien sofort töten. Der pH-Wert im Mageninnern ist
so niedrig, daß kein Erreger darin überleben kann. Auch Helicobacter
pylori ist dagegen nicht gefeit. Was es trotzdem so gefährlich macht,
ist seine Fähigkeit, schnell in die Magen-schleim-schicht
einzudringen, in der ein fast neutraler pH-Wert herrscht und kein
Pepsin enthalten ist. Die wichtigste Phase der Infektion sind also die
allerersten Minuten, in denen die Bakterien das Mageninnere überleben
bis sie in den sicheren Schleim gelangen.

Perfekte Anpassung des Erregers

Bisherige Forschungsergebnisse stammen aus Langzeitstudien. Aus ihnen
ist bekannt, daß Helicobacter sich an die Gegebenheiten in der
Schleimschicht gut angepaßt hat: Es produziert Enzyme, die in seiner
Umgebung den pH-Wert erhöhen, so daß es in der Schleimhaut gut
überleben kann. Außerdem ist es durch rotierende Geißeln, sog.
Flagellen, beweglich und flink. Mit  Rezeptoren  an seiner Oberfläche
kann es bestimmte Substanzen als Lock- oder Schreckstoffe wahrnehmen
und sich daran orientieren. So erreicht es schnell seinen bevorzugten
Aufenthaltsort im Magenschleim.

Forschungsziele

Mit ihren Untersuchungen der ersten Minuten einer Infektion wollen die
Bochumer Wissenschaftler herausfinden, an welchen Stoffen sich das
Bakterium orientiert, wie schnell es in den Magenschleim eindringt und
welche Rolle seine Beweglichkeit dabei spielt. Außerdem werden die
Bedingungen untersucht, die im Magen herrschen müssen, damit eine
Infektion überhaupt möglich wird. Erforscht wird auch, ob es
Bedingungen gibt, unter denen sich eine Infektion vermeiden läßt.

Bakterien in natürlichen Verhältnissen beobachten

Herausbekommen wollen sie das durch  Tests an narkotisierten Mäusen.
Durch einen mikrochirurgischen Eingriff wird der Magen der Maus
zugänglich gemacht. Der Magen wird während der Untersuchung ständig
mit einer physiologischen Lösung gespült, um so die natürlichen
Verhältnisse zu erhalten. Um veränderte Bedingungen, z. B.
unterschiedliche pH-Werte, zu simulieren, kann man die Lösung leicht
abwandeln.

Mikroprobennehmer ermöglicht örtliche Zuordnung

Aus dem Magenschleim können nun mehrere  Stunden lang im Minutentakt
winzige Proben entnommen werden. Nur mit dem einmaligen
Mikroprobennehmer, der an der RUB entwickelt wurde, ist es möglich,
sehr kleine Proben (2 Nanoliter, d.h. 2 milliardstel Liter) aus dem
Mausmagen zu entnehmen und diese auch später örtlich zuzuordnen.
Dadurch können die Wissenschaftler für jeden Zeitpunkt ganz genau
feststellen, wie viele Bakterien wo an der Schleimhaut vorhanden
waren. Um eine Infektion zu simulieren, tropft man einer gesunden Maus
mit einem eigens dafür entwickelten Hochdruck-Mikroinjektor kleine
Mengen bakterienhaltiger Flüssigkeit auf die Magenschleimschicht und
entnimmt danach Mikroproben. Daraus wird ersichtlich, wie schnell und
wohin genau sich die Erreger ausbreiten.

Vergleich zwischen wilden und genetisch veränderten Bakterien

Um herauszufinden, welche Fertigkeiten für das Bakterium lebenswichtig
sind, vergleicht man das Verhalten normaler mit dem genetisch
veränderter Bakterien. Die Wissenschaftler stellen drei verschiedene
Arte von Helicobacter her, beispielsweise  die bewegungsunfähig sind,
oder nicht mehr über die Fähigkeit verfügen, sich an chemischen
Substanzen zu orientieren. Um die Bakterien in einer Probe nachweisen
zu können, kann man sie  zusätzlich mit einem Protein versehen, das
sie grün fluoreszieren läßt. Haben die Wissenschaftler einmal
herausgefunden, unter welchen Bedingungen sich Helicobacter ansiedelt,
woran es sich orientiert, und aufgrund welcher Fähigkeiten es so
widerstandsfähig ist, können sie aus den Erkenntnissen
Therapieverfahren und sogar Strategien zur Prophylaxe entwickeln.

Weitere Informationen

Dr. rer. nat. Christine Josenhans, Medizinische Fakultät der RUB,
Abteilung für medizinische Mikrobiologie, Universitätsstr. 150, 44 780
Bochum, Tel. 0234/700-7886, Fax. 0234/7094-197, e-mail:
Christine.Josenhans@ruhr-uni-bochum.de

Dr. med. Sören Schreiber, Medizinische Fakultät der RUB, Institut für
Physiologie, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum, Tel. 0234/700-4883,
Fax. 0234/7094-449, e-mail: Soeren.Schreiber@ruhr-uni-bochum.de,
Internet: http://www.py.ruhr-uni-bochum.de/Research/Mucosa.html-ssi



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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
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