Helicobacter pylori - Ein Krebserreger und seine Giftspritze
Helicobacter pylori befällt den Magen des Menschen und kann verschiedene Leiden auslösen - auch Magenkrebs. Nun wurde das molekulare Werkzeug des Erregers entschlüsselt, was therapeutische Ansätze eröffnen könnte.
Helicobacter pylori ist ein Bakterium, das sich beim Menschen im Magen einnistet. Eine Infektion zieht fast immer eine Entzündung nach sich, die meist aber ohne Symptome verläuft. In manchen Fällen kommt es zu einer Gastritis, einer schmerzhaften Magenschleimhautentzündung. Bis zu 20 Prozent der chronisch befallenen Patienten - die Infektion erfolgt meist im Kindesalter - entwickeln wiederholt Geschwüre im Magen und im Zwölffingerdarm, die sich zu Magenkrebs auswachsen können.
Eine bakterielle Giftspritze
Seit 1994 gilt Helicobacter pylori deshalb offiziell als „krebsauslösendes Bakterium“. Doch der Erreger tritt unterschiedlich aggressiv auf, was vor allem wohl von dem Sekretionssystem cag-TypIV abhängt. „Dieser molekulare Komplex kommt nur bei besonders pathogenen Stämmen vor“, sagt Professor Rainer Haas, der das System nun in einer internationalen Kooperation näher untersucht hat. „Man muss sich das System wie eine molekulare Spritze vorstellen, mit deren Hilfe das Bakterium einen Giftstoff in die Zellen seines Wirts injiziert.“
Der Giftstoff ist das CagA-Protein, das die zelluläre Signalweiterleitung stört und so die Entstehung von Magenkrebs begünstigt. Zusammen mit der Gruppe des Strukturbiologen Dr. Laurent Terradot an der Universität Lyon hat das Team um Haas nun in einer extrem aufwändigen Prozedur die Kristallstruktur eines großen Teils des „bakteriellen Onkoproteins“ entschlüsseln können. Dabei zeigte sich, dass CagA auf neuartige Weise gefaltet ist und damit über eine von keinem anderen Protein bekannte dreidimensionale Struktur verfügt.
Eine kritische Interaktion
„In einem weiteren Schritt haben wir in München dann noch die Interaktion des Proteins mit seinem Rezeptor an der Wirtszelle und vor allem die Bindungsregion genauer untersucht“, berichtet Haas. Dank dieser Ergebnisse ist jetzt klar, dass die Bindung von CagA an diesen Integrin-Rezeptor essentiell für die Injektion des Proteins in die Zielzelle ist. Fraglich war nun, ob diese für das Bakterium kritische Interaktion im Rahmen einer therapeutischen Intervention auch gestört oder unterbunden werden kann.
„Tatsächlich gelang uns der Nachweis, dass ein relativ kurzes Proteinstück aus nur 100 Bausteinen die Injektion des Toxins zumindest in der Zellkultur blockieren kann“, so Haas. Dieses Peptid stammt aus der Binderegion von CagA und ist - dank der einzigartigen Struktur des Proteins - möglicherweise so einzigartig in seiner Struktur, dass es hochspezifissch nur die Übertragung von CagA blockiert - und damit die Ausbildung von Magenkrebs erschwert. Die Forscher wollen nun unter anderem den Mechanismus der Injektion von CagA im Detail untersuchen.
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