Forscher der Washington State University haben einen „bakteriellen Vampirismus“ identifiziert, bei dem sich tödliche Bakterien von menschlichem Blutserum ernähren, was neue Erkenntnisse über Blutkreislaufinfektionen und mögliche Behandlungen für gefährdete Personen bietet. (Konzept des Künstlers.) Bildnachweis: SciTechDaily.com
Einige der tödlichsten Bakterien der Welt suchen nach menschlichem Blut und ernähren sich davon, ein neu entdecktes Phänomen, das Forscher „bakterieller Vampirismus“ nennen.
Ein von Forschern der Washington State University geleitetes Team hat herausgefunden, dass die Bakterien vom flüssigen Teil des Blutes oder Serum angezogen werden, das Nährstoffe enthält, die die Bakterien als Nahrung verwenden können. Eine der Chemikalien, von denen die Bakterien besonders angezogen zu sein schienen, war Serin, ein Amino Säure kommt im menschlichen Blut vor und ist auch ein häufiger Bestandteil von Proteingetränken.
Das Forschungsergebnis, veröffentlicht in der Zeitschrift eLifeliefert neue Erkenntnisse darüber, wie Blutkreislaufinfektionen entstehen und möglicherweise behandelt werden könnten.
Der Forscher der Washington State University, Arden Baylink, hält eine Petrischale mit Salmonellenbakterien in der Hand. Baylink und die Doktorandin Siena Glenn haben Forschungsergebnisse veröffentlicht, die zeigen, dass einige der tödlichsten Bakterien der Welt Serum aufsuchen und fressen, den flüssigen Teil des menschlichen Blutes, der Nährstoffe enthält, die die Bakterien als Nahrung verwenden können. Bildnachweis: Ted S. Warren, Washington State University College of Veterinary Medicine
Untersuchte Bakterien und Experimente
„Bakterien, die den Blutkreislauf infizieren, können tödlich sein“, sagte Arden Baylink, Professor am College of Veterinary Medicine der WSU und korrespondierender Autor der Studie. „Wir haben herausgefunden, dass einige der Bakterien, die am häufigsten Blutkreislaufinfektionen verursachen, tatsächlich eine Chemikalie im menschlichen Blut wahrnehmen und darauf zuschwimmen.“
Baylink und der Hauptautor der Studie, WSU Ph.D. Die Studentin Siena Glenn fand heraus, dass mindestens drei Arten von Bakterien, Salmonella enterica, Escherichia coli und Citrobacter koseri, von menschlichem Serum angezogen werden. Diese Bakterien sind eine der häufigsten Todesursachen bei Menschen mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD), etwa 1 % der Bevölkerung. Bei diesen Patienten kommt es häufig zu Darmblutungen, die eine Eintrittspforte für die Bakterien in den Blutkreislauf darstellen können.
Siena Glenn, Doktorandin an der Washington State University. Der Student nutzt ein Hochleistungsmikroskop. Glenn hat in Zusammenarbeit mit Assistenzprofessor Arden Baylink und Kollegen Forschungsergebnisse veröffentlicht, die zeigen, dass einige der tödlichsten Bakterien der Welt Serum, den flüssigen Teil des menschlichen Blutes, aufsuchen und fressen. Bildnachweis: Ted S. Warren, Washington State University College of Veterinary Medicine
Mithilfe eines von Baylink entwickelten Hochleistungsmikroskopsystems namens Chemosensory Injection Rig Assay simulierten die Forscher Darmblutungen, indem sie mikroskopisch kleine Mengen menschlichen Serums injizierten und beobachteten, wie die Bakterien zur Quelle navigierten. Die Reaktion erfolgt schnell – es dauert weniger als eine Minute, bis die krankheitserregenden Bakterien das Serum finden.
Potenzial für neue Behandlungen
Im Rahmen der Studie stellten die Forscher fest, dass Salmonellen über einen speziellen Proteinrezeptor namens Tsr verfügen, der es Bakterien ermöglicht, Serum zu erkennen und dorthin zu schwimmen. Mit einer Technik namens Proteinkristallographie konnten sie die Atome des Proteins bei der Wechselwirkung mit Serin beobachten. Die Wissenschaftler glauben, dass Serin eine der Chemikalien aus dem Blut ist, die die Bakterien wahrnehmen und konsumieren.
„Indem wir lernen, wie diese Bakterien Blutquellen erkennen können, könnten wir in Zukunft neue Medikamente entwickeln, die diese Fähigkeit blockieren. „Diese Medikamente könnten das Leben und die Gesundheit von Menschen mit IBD verbessern, bei denen ein hohes Risiko für Blutkreislaufinfektionen besteht“, sagte Glenn.
Referenz: „Bacterial vampirism mediated through taxis to serum“ von Siena J. Glenn, Zealon Gentry-Lear, Michael Shavlik, Michael J. Harms, Thomas J. Asaki und Arden Baylink, 16. April 2024, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.93178.2
Die Studie wurde vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases finanziert.