Helicobacter pylori

Gestörte Gewebsarchitektur

Bis zur Erkenntnis, dass Helicobacter pylori eine Magenschleimhautentzündung hervorrufen kann, galt der Magen gemeinhin als keimfrei. Seitdem untersuchen Wissenschaftler, wie das Bakterium das Epithel angreift und an der Entstehung von Geschwüren beteiligt ist.

Die Zahlen sprechen eine eindeutige Sprache: Nach Angaben des Robert-Koch-Instituts ist die Hälfte der Weltbevölkerung mit Helicobacter pylori infiziert. In Europa beträgt die Durchseuchung etwa 35 Prozent, wobei Alter, Geschlecht und sozioökonomischer Status eine wichtige Rolle spielen.

Diese hohe Durchseuchungsrate macht das Bakterium zu einem bedeutenden medizinischen Problem: 95 Prozent der Zwölffingerdarmgeschwüre und 70 Prozent der Magengeschwüre gehen nach Schätzungen von Fachleuten auf eine Helicobacter-Infektion zurück. Außerdem kann der Erreger das Risiko für ein Magenkarzinom um das Drei- bis Sechsfache erhöhen.

Für die Schwere der Erkrankung ist neben der persönlichen Veranlagung des Patienten die Pathogenität des Helicobacter-Stammes verantwortlich. Doch nach wie vor ist nur unzureichend verstanden, weshalb bestimmte Stämme über Jahrzehnte hinweg symptomlos den Magen besiedeln, während andere eine ernsthafte Bedrohung für den Infizierten darstellen, indem sie durch Lockerung des Zellverbandes die Entwicklung von Geschwüren fördern.

CagA verändert die Zellphysiologie

Bekannt ist, dass ein Molekül besonders zur Pathogenität beiträgt – das so genannte CagA-Protein. Das Bakterium durchwandert die schützende Schleimschicht, setzt sich an bestimmten Oberflächenrezeptoren des Magenepithels fest und injiziert das Protein in die Zellen. Dieser Schritt fördert nach einhelliger Meinung das Voranschreiten der Erkrankung.

Allerdings galt bislang die Wirkung von CagA im Innern der Wirtszelle als rätselhaft. Um dessen Funktion aufzuklären, infizierten Wissenschaftler um Stanley Falkow von der kalifornischen Stanford University Nierenzellen mit Helicobacter-pylori-Stämmen. Sie beobachteten, dass sich die Krankheitserreger – ähnlich wie bei der natürlichen Infektion von humanen Magenepithelzellen – bevorzugt im Bereich der Zell-Zell-Kontakte sammelten.

Als Folge dieser zielgerichteten Besiedlung wurde das wirtseigene Gerüstprotein ZO-1 zu den Zell-Zell-Kontakten hin rekrutiert. Erst das Zusammenspiel von ZO-1 und dem Bakterienprotein CagA bewirkt offenbar, dass das Netzwerk der Epithelzellen aufbricht, wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Science (Vol. 300, Seite 1430) berichten.

Zudem konnten die Mikrobiologen eine Veränderung der zellulären Morphologie beobachten: Die infizierten Zellen verlängerten sich und sandten Fortsätze zu benachbarten Zellen aus – ein Prozess, den die Forscher durch Gabe von Antibiotika rückgängig machen konnten. Das Bakterium störe demnach die Architektur des Magenepithels, das dadurch durchlässig wird. Auf diese Weise rufe der Keim die typischen Symptome hervor, so die Hypothese.

Voraussetzung für diese Prozesse scheint die Injektion des CagA-Proteins in die Wirtszellen zu sein: Bei Helicobacter-Stämmen, denen das CagA-Protein fehlte, waren die Effekte auf die Gewebsarchitektur deutlich schwächer ausgeprägt oder blieben ganz aus. Diese Beobachtungen werden durch klinische Befunde gestützt. Erreger, die das Gen für diesen Virulenzfaktor nicht besitzen, kommen auch natürlicherweise vor und gehen mit einer vergleichsweise guten Prognose einher: Die Infektion mit diesen Stämmen führt weder zu Ulcera noch zu Magenkarzinomen.

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