Geschulter Krankheitserreger

HKI-Wissenschaftler untersucht Angriffstaktiken eines lebensbedrohlichen Schimmelpilzes

Die elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt, wie die Amöbe Dictyostelium discoideum den Pilz Aspergillus fumigatus umschließt, um ihn in sich aufzunehmen. Bei diesem ungleichen Kampf wird allerdings der Pilz als Sieger hervorgehen.

Jena. Fressen und gefressen werden – das verhält sich in der mikroskopisch kleinen Welt nicht anders, als in der für uns sichtbaren. Jedes Lebewesen kämpft um seinen Platz, wenn es sein muss mit Gewalt. In einem Artikel in der renommierten Fachzeitschrift Environmental Microbiology berichtet nun Falk Hillmann vom Hans-Knöll-Institut in Jena, welche Mittel der Pilz Aspergillus fumigatus gegen eine Amöbe einsetzt. Interessant ist dieses Wissen vor allem für die Medizin – nämlich im Kampf gegen gefährliche Pilzinfektionen.

Warum machen uns manche Mikroorganismen krank und andere nicht? Und welche Mechanismen setzen sie ein, um unsere körpereigene Abwehr trickreich zu überwinden? Der Schimmelpilz Aspergillus fumigatus kann bei Patienten mit schwachem Immunsystem schwerwiegende Infektionen verursachen. Dabei helfen ihm bestimmte Angriffs- und Tarnmechanismen. Diese setzt er jedoch nicht nur gegen den Menschen, sondern auch gegen andere, mikroskopisch kleine Feinde in seiner Umwelt ein, weiß der Mikrobiologe Falk Hillmann vom Jenaer Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI): „Schon viele Millionen Jahre bevor es den Menschen überhaupt gab, hat der Pilz Fähigkeiten entwickelt, um sich sowohl vor Angriffen zu schützen als auch andere Organismen, beispielsweise im Erdboden, zu bekämpfen.“

Wie der Pilz die menschliche Abwehr überwindet, ist bisher kaum bekannt. Doch gemeinsam mit Thomas Winckler von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, Martin Westermann vom Elektronenmikroskopischen Zentrum des Universitätsklinikums Jena, seiner Doktorandin Silvia Novohradská und seinem Abteilungsleiter Axel Brakhage, hat sich Falk Hillmann einer anderen Variante gewidmet: „Wir wollten uns einen Gegenspieler von Aspergillus fumigatus anschauen, nämlich die Amöbe Dictyostelium discoideum. Beide begegnen sich in der Natur häufig. Wir haben uns gefragt, wie der Pilz die Amöbe bekämpft.“ Tatsächlich verwendet er zwei der Mechanismen, mit denen er auch das menschliche Immunsystem angreift: Mit einer Art Tarnschicht vermeidet er, dass er erkannt wird, mithilfe eines Gifts greift er auch die Amöbe an.

„Seine natürliche Umgebung ist eine Art Schule für den Pilz. Er lernt sich zu behaupten. Ein Mikroorganismus, der durch diese Schule gegangen ist und bestimmte Eigenschaften erworben hat, kann sich auch zum Krankheitserreger entwickeln.“ Vor allem die Erkenntnis, auf welche Weise angegriffene Lebewesen wie die Amöbe darauf reagieren, ist von Interesse für die Wissenschaftler die sich davon neue Wege für die Entwicklung von Therapeutika gegen Pilzinfektionen erhoffen.

In einem nächsten Schritt wollen sie anhand einer komplexeren Amöbenart herausfinden, wie der Pilz auf Lebewesen reagiert, die stärker sind als er selbst.

Originalpublikation

Hillmann F, Novohradská S, Mattern DJ, Forberger T, Heinekamp T, Westermann M, Winckler T, Brakhage AA (2015) Virulence determinants of the human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus protect against soil amoeba predation. Environ Microbiol, DOI: 10.1111/1462-2920.12808

Falk Hillmann
Silvia Radosa
Thorsten Heinekamp
Axel A. Brakhage