Untersuchungen zu Adaptationsmechanismen des Magenbakteriums Helicobacter pylori

Das Bakterium Helicobacter pylori persistiert für lange Zeiträume im menschlichen Magen und ist im Rahmen der durch die Infektion induzierten Entzündungsreaktion dauerhaft toxischen Sauerstoffradikalen ausgesetzt, die von Immunzellen, wie neutrophilen Granulozy-ten und Makrophagen generiert werden. Durch die Nahrungsaufnahme wird das Bakterium außerdem mit ständig wechselnden Konzentrationen an Metallionen konfrontiert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnten in vitro Systeme etabliert werden, die es ermöglichen, Zu-sammenhänge zwischen der Metallionenhomöostase und der Resistenz von H. pylori gegen-über oxidativem Stress und Säure zu analysieren. In Wachstumsexperimenten mit Metallionen wurde deutlich, daß ein intrazellulärer Eisenüberschuß zu einer Verstärkung des oxidativen Stresses führt, während Kupfer, Nickel oder Zink keinen Einfluß hatten. Außerdem wurde die Wirkung des radikalbildenden Chemotherapeutikums Metronidazol durch Eisen verstärkt. Eine H. pylori-Mutante, der der zentrale Regulator des Eisenstoffwechsels Fur fehlt, erwies sich als deutlich sensibler gegen den Eisen-vermittelten oxidativen Stress. Mutationen in dem putativen Metallexportsystem HP0971-NccB-CzcA1, bewirkten keine Verstärkung der Me-tall-vermittelten Sensibilität gegen Sauerstoffradikale, obwohl eine HP0971-Mutante gegen-über Superoxid-Anionen im Vergleich zum Elternstamm deutlich sensibler war. Dies weist darauf hin, daß die Regulation des bakteriellen Eisengehalts durch Limitierung des Eisenim-ports für das Überleben im Magen von grundlegender Bedeutung ist. Weiterhin verminderten Moleküle wie Harnstoff und Hydrogencarbonat, die Resistenz von H. pylori gegen oxidativen Stress. Da beide Moleküle in der Magenmukosa vorkommen, weist dieser Befund darauf hin, daß auch die Zusammensetzung der bakteriellen Mikroumgebung auf die Auseinandersetzung mit den Immunzellen Einfluß nimmt. Die Untersuchung möglicher Zusammenhänge zwischen dem Eisenstoffwechsel und der Säu-reresistenz ergaben, daß die Harnstoffumsetzung auf der Zelloberfläche und im periplasma-tischen Raum durch das Enzym Urease ausreichend ist, um den Erreger vor Säure zu schützen. Diese Harnstoff-vermittelte Säureresistenz wurde durch Eisenüberschuß inhibiert. Zusammenfassend betrachtet weisen die Ergebnisse darauf hin, daß der bakterielle Eisen-stoffwechsel als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer H. pylori-spezifischer Medikamente genutzt werden könnte.

Author dc:creator

• Jokisch, Bettina

Contributors dc:contributor

• Bereswill, Stefan

• Ferric uptake regulator
• Eisen
• Harnstoff
• Urease
• iron
• urea

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