Eine neu veröffentlichte Studie zeigt, dass das opportunistische Bakterium Pseudomonas aeruginosa Vitamin C nutzt, um eine Schlüsselkomponente der menschlichen Immunantwort zu neutralisieren und so seine Fähigkeit, schwere Infektionen auszulösen, erhöht. Forscher der Universität von São Paulo und der Chan Medical School der Universität von Massachusetts haben den molekularen Mechanismus aufgedeckt, mit dem sich dieser Krankheitserreger gegen oxidativen Stress verteidigt, ein entscheidender Teil der Art und Weise, wie der Körper Eindringlinge abwehrt.
Wie Pseudomonas aeruginosa sich verteidigt
Pseudomonas aeruginosa ist ein besonders gefährliches Bakterium, da es in geschwächten Immunsystemen gedeiht und Infektionen wie Lungenentzündung bei Mukoviszidose-Patienten, Harnwegsinfektionen und schwere Wundinfektionen verursacht. Laut der Weltgesundheitsorganisation ist es aufgrund seiner Resistenz gegen Antibiotika ein vorrangiges Ziel für neue Behandlungen.
Wenn der Körper eine Infektion erkennt, setzen Immunzellen reaktive Sauerstoffspezies frei – im Wesentlichen kontrollierte Ausbrüche schädlicher Chemikalien –, um die eindringenden Bakterien abzutöten. Allerdings P. aeruginosa verfügt über hochentwickelte Abwehrmechanismen, um diesem Angriff entgegenzuwirken, darunter ein Enzym namens LsfA, ein Mitglied der Peroxiredoxin (Prx6)-Familie.
Vitamin C als unerwarteter Verbündeter
Die in Redox Biology veröffentlichte Studie beschreibt detailliert, wie LsfA Vitamin C (Ascorbat) nutzt, um Wasserstoffperoxid zu entgiften, ein starkes Oxidationsmittel, das von Immunzellen freigesetzt wird. Diese Interaktion ermöglicht es dem Bakterium, dem oxidativen Angriff des Körpers zu widerstehen, was seine Virulenz stärkt.
„Wir haben gezeigt, dass Ascorbat als Reduktionsmittel in einem zellulären System wirken kann, was etwas Neues ist“, erklärt Rogério Luis Aleixo-Silva, ein an der Studie beteiligter Forscher. Das Team erhielt außerdem die erste strukturelle Charakterisierung eines bakteriellen Prx6-Enzyms und enthüllte, wie Vitamin C direkt mit dem aktiven Zentrum von LsfA interagiert, um seine antioxidative Funktion zu regenerieren.
Implikationen für neue antibakterielle Therapien
Die Entdeckung stellt das herkömmliche Verständnis der Funktionsweise dieser Enzyme in Frage und legt nahe, dass Vitamin C eine wichtigere Rolle bei der bakteriellen Abwehr spielt als bisher angenommen. Wichtig ist, dass sich das bakterielle LsfA-Enzym strukturell von seinem menschlichen Gegenstück unterscheidet und ein potenzielles Ziel für neue Medikamente darstellt. Forscher haben bereits damit begonnen, mithilfe von Computermodellen Verbindungen zu identifizieren, die die Funktion des Enzyms stören könnten, ohne menschliche Zellen zu schädigen.
Die nächsten Schritte umfassen weitere Untersuchungen darüber, wie P. aeruginosa verstoffwechselt Vitamin C und testet die Auswirkungen der Blockierung von LsfA in realistischen Infektionsmodellen. Diese Forschung könnte zur Entwicklung neuartiger antibakterieller Strategien führen, die die Abwehrkräfte des Bakteriums gegen das Bakterium ausnutzen und so eine neue Waffe im Kampf gegen antibiotikaresistente Infektionen darstellen
