Ein einziges Bakterium kann Blutvergiftung auslösen

Aus bakteriellen Infektionen kann in seltenen Fällen eine Blutvergiftung entstehen. Eine neue Studie zeigt nun, dass bereits ein einziges Bakterium der Auslöser für diese gefährliche Entzündungsreaktion sein kann.

Örtliche bakterielle Infektionen, sei es auf der Haut, im Mund oder bei kleinen Wunden, entstehen leicht und häufig. Meist sind sie jedoch harmlos und der Körper wird selbst mit der Infektion fertig. Manchmal entwickelt sich aus einer kleinen Entzündung aber auch eine gefährliche Sepsis – umgangssprachlich Blutvergiftung genannt. Diese geht mit Fieber und einem erhöhtem Puls einher und kann zu Organversagen und bis zum Tod führen.

Ein Forscherteam um Marco R. Oggioni von der Universität Leicester in Großbritannien hat nun herausgefunden, wie eine solche Sepsis entsteht. In ihrer Untersuchung injizierten sie Mäusen, deren Immunsystem noch nicht durch andere Bakterien trainiert war, eine Dosis von einer Million Pneumokkoken (Streptococcus pneumonia), die zu drei unterschiedlichen Stämmen gehörten. Pneumokkoken sind häufig vorkommende Bakterien, die – vor allem bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem – schwere Infektionen wie Lungenentzündungen oder Mittelohrentzündungen auslösen können.

Ähnlich wie in früheren Studien wurde der Großteil der Bakterien schnell durch das Immunsystem zerstört. Allerdings löste die Injektion bei etwa der Hälfte der Tiere eine Blutvergiftung aus. Dabei beobachteten Oggioni und sein Team, dass die schwere Infektion in fast allen Fällen nur durch einen der drei Pneumokokken-Stämme verursacht wurde. Darüber hinaus ergab die statistische Analyse, dass die Erreger meist aus einem einzigen Bakterium hervorgegangen waren.

Allerdings besaß das „Gründungsbakterium“ keine speziellen Eigenschaften, die ihm einen Vorteil über die übrigen verschafft hätten. Dies legt nahe, dass zufällige Ereignisse darüber entscheiden, welche Bakterien die Gegenwehr des Immunsystems überleben und sich so stark vermehren können, dass sie schwere Entzündungsreaktionen hervorrufen. Die Ergebnisse der Studie, an der auch Forscher der Universität Siena (Italien) und der LMU München beteiligt waren, sind jetzt in der Fachzeitschrift „PLOS Pathogens“ (Ausgabe 20. März) erschienen.

Entscheidend für eine effektive Immunabwehr: die Makrophagen

Darüber hinaus untersuchte das Team um Oggioni auch, mit welchen Mechanismen das Immunsystem den Großteil der Bakterien vernichtet. Dabei fanden die Forscher heraus, dass vor allem die Makrophagen – eine bestimmte Art von Immunzellen, die Bakterien verschlingen können – zu dieser effizienten Immunantwort beitragen. Dies galt insbesondere für Makrophagen aus der Milz.

Wenn einzelne Bakterien diese Gegenwehr des Organismus überleben, kann es jedoch passieren, dass sich ein einziges Bakterium vermehrt und in die Blutbahn gelangt. Seine Nachfolger müssen sich dann in vielen Fällen genetisch verändern, um sich an die Umgebungsbedingungen anzupassen. Auf diese Weise entsteht ein neuer Bakterienstamm, der schließlich die Blutvergiftung auslöst.

Quelle:

• PLoS Pathogens, Gerlini, A. et al. (2014) The Role of Host and Microbial Factors in the Pathogenesis of Pneumococcal Bacteraemia Arising from a Single Bacterial Cell Bottleneck. Ausgabe 10 (3): e1004026. doi:10.1371/journal.ppat.1004026.