Pesterreger Wie ein Darmbakterium zum Pesterreger wurde

Zwei Erbgut-Variationen führten von einem relativ unschädlichen Keim zum Pestbakterium, das allein im 14. Jahrhundert etwa 50 Millionen Menschen tötete. Noch immer ist es nicht besiegt.

Diese Dinge sind schmutziger als man denkt
Ein liebevoller Kuss hat es ganz schön in sich: Forscher berichten in einem Artikel für das Fachjournal " Microbiome", dass bei einem zehn Sekunden andauernden Zungenkuss rund 80 Millionen Bakterien zwischen den Mündern hin und her wandern. Eine weitere Erkenntnis: Paare, die sich mindestens neun Mal am Tag intensiv küssen, tragen sogar die gleiche Zusammensetzung von Bakterien in ihren Mündern. Je öfter sie sich küssen, umso ähnlicher wird die mikrobielle Besiedelung. Quelle: dpa
Forscher der Universität Arizona haben Geschirrtücher in den USA und Kanada untersucht. Dabei zeigte sich, dass 90 Prozent davon mit Bakterien übersät waren - vor allem Darmbakterien. Beim Abtrocknen des Geschirrs oder Abwischen anderer Oberflächen in der Küche würden diese unwissentlich mit Bakterien beschmiert, warnen die Forscher. "Sie meinen vielleicht, dass Sie den Tisch oder das Brettchen reinigen, bevor Sie Essen darauf platzieren - in Wahrheit verteilen Sie mit einem schmutzigen Küchenhandtuch Hunderttausende Bakterien". Die Forscher empfehlen, die Handtücher nach jeder Benutzung in die Wäsche zu geben. Quelle: Fotolia
Auch in Putz- und Spülschwämmen fühlen sich Bakterien besonders wohl. Bis zu 100 Millionen Bakterien pro Quadratzentimeter tummeln sich dort. Praktischer Tipp: Häufiger wechseln und den Schwamm zwischendurch bei voller Leistung etwa zwei Minuten in der Mikrowelle erhitzen. Das tötet die meisten Keime ab. Quelle: dpa
Sie sehen niedlich aus, doch der zarte Flaum von Enten- und Hühnerküken ist ein wunderbarer Nährboden für Salmonellen, die sich in ihren Exkrementen befinden. Wer handzahmes Federvieh streichelt, sollte sich danach also gründlich die Hände waschen. Sonst riskiert er eine unschöne Darminfektion. Quelle: dpa
Pecunia non olet - Geld stinkt nicht, sagt eine lateinische Redensart. Wenn es das nur täte. Denn unser Geld ist schmutzig. Auf Geldscheinen, Münzen und Kreditkarten tummeln sich Fäkalkeime. Je nach Region fanden Forscher schon mehr Fäkalkeime auf Geldscheinen als auf einer Toilettenbrille. Quelle: dpa
Zum Händewaschen gehört? Richtig, Wasser und Seife! Gerade Seifenspender sind leider aber auch ein hervorragendes Sammelbecken für Bakterien. Das belegten Forscher der Universität Arizona. Die untersuchten 127 nachfüllbare Seifenspender in öffentlichen Toiletten und Restaurants. Fast ein Viertel davon war mit Bakterien verunreinigt. Ein kleines Päckchen mit desinfizierenden Einmalhandtüchern in der Handtasche macht sich also bezahlt. Quelle: dpa
Die Chancen, sich beim Ausfüllen eines Lottoscheins einen Schnupfen zu holen, stehen gut. Kugelschreiber, die für Kunden ausliegen - sei es im Kiosk, in der Bank, in Geschäften oder Hotelzimmern - sind voll von Krankheitserregern. Also besser den eigenen Stift zücken. Quelle: dpa
Aktentaschen aus Leder oder Damenhandtaschen sind die reinste Brutstätte für Bakterien und Keime. Die raue Oberfläche bietet optimale Bedingungen für das Wachstum von Krankheitserregern. Quelle: dpa
Auf Handläufe von Rolltreppen fanden Forscher in den USA nicht nur Essensreste, sondern auch Spuren von Blut, Urin und Fäkalien. Kolibakterien und Krankheitserreger aus den oberen Atemwegen tummeln sich dort ebenfalls. Quelle: dpa
Britische Forscher haben die Schaltknüppel von durchschnittlich genutzten Familienautos unter die Lupe genommen. Sie fanden Schimmelsporen und teils gefährliche Bakterien. Quelle: Jaguar
Britische Forscher untersuchten Tastaturen in einem gewöhnlichen Londoner Bürogebäude. Das Ergebnis: Auf den Tasten fanden sich mehr Bakterien als auf den Toiletten im selben Gebäude, darunter auch Escherichia Coli- und Staphylococcus Aureus-Bakterien (Darmbakterien und Eiter-Erreger). Einige Arten davon können Durchfall und Erbrechen auslösen. Quelle: dpa
Sommerhitze - die Zunge klebt am Gaumen. Wie schön, wenn man einen öffentlichen Wasserspender entdeckt. Vor allem in den USA sind die Trinkbrunnen, bei denen auf Knopfdruck eine kühle Fontäne sprudelt, beliebt. Doch Vorsicht: Auf den Druckknöpfen sammeln sich Bakterien. Wer erst drückt, dann trinkt und sich mit der Hand anschließend über den Mund wischt, befördert die Keime direkt in den Körper. Quelle: REUTERS

Nur zwei kleine Änderungen im Erbgut haben aus einem relativ harmlosen Darmbakterium den gefährlichen Pesterreger gemacht. Das haben amerikanische Wissenschaftler anhand von genetischen Analysen und Versuchen mit Mäusen herausgefunden. Wyndham Lathem und seine Kollegen von der Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago untersuchten die Fähigkeiten verschiedener Pesterregerstämme, die Krankheit auszulösen. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Das Bakterium Yersinia pestis verursacht die lebensgefährliche Pest. Es hat sich aus dem Darmbakterium Yersinia pseudotuberculosis entwickelt, das Krankheiten im Verdauungstrakt auslösen kann, ohne einem Säugetier oder dem Menschen wirklich gefährlich zu werden. „Jedoch ist nicht bekannt, wann Yersinia pestis die Fähigkeit erwarb, eine fulminante Lungenentzündung zu verursachen“, schreiben die Forscher.

Sie gingen von der Beobachtung aus, dass moderne Pesterreger in der Lage sind, das Enzym Pla herzustellen. Einige ältere Stämme, die noch in Wühlmäusen zu finden sind, können dies nicht. Dazu gehört Pestoides F, der bei Mäusen keine Lungenentzündung auslöst. Das Team um Lathem versetzte Pestoides F durch eine genetische Veränderung in die Lage, Pla zu produzieren. Prompt löste der Erreger Lungenentzündungen aus.

Umgekehrt nahmen die Mikrobiologen dem modernen Erreger CO92 die genetische Fähigkeit, Pla zu synthetisieren. CO92-Bakterien konnten sich zwar vermehren, aber in der Regel keine Lungenerkrankung erzeugen. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass das Oberflächenprotein Pla die entscheidende Rolle spielt bei der Frage, wie stark sich der Pesterreger in der Lunge vermehrt. Die Möglichkeit, Pla herzustellen, erhielt der Pesterreger durch ein Plasmid, einen ringförmigen Erbgutträger außerhalb der Chromosomen. Lathem und Kollegen vermuten, dass Yersinia pestis das Plasmid durch Genaustausch mit anderen Darmbakterien erworben hat.

Das Gen zur Herstellung von Pla unterscheidet sich bei älteren und jüngeren Stämmen an der Position 259: Die sogenannte I-Variante wurde durch die T-Variante ersetzt. Beide Varianten lösen die Lungenentzündung aus, doch nur bei der jüngeren T-Variante greift die Erkrankung auch rasch auf andere Organe wie die Milz über. Die Forscher sehen dies als Beleg dafür an, dass die Mutation von der I- zur T-Variante den Pesterreger befähigte, sich im ganzen Körper zu verbreiten. Erst mit dieser genetischen Ausstattung sei es möglich gewesen, dass das Bakterium die großen Pestpandemien in der späten Antike und im Mittelalter auslöst.

Dass Yersinia pestis zunächst fähig war, eine Lungenentzündung auszulösen und erst später durch den Befall von Lymphknoten die Beulenpest, ist eine neue Sicht der Dinge. Bisher war die Wissenschaft von der umgekehrten Reihenfolge ausgegangen. Für das Forscherteam zeigen seine Ergebnisse, dass der Weg zu einem gefährlichen Krankheitserreger manchmal sehr kurz ist: „Diese Forschung hilft uns, besser zu verstehen, wie Bakterien sich an neue Wirtsumgebungen anpassen und Krankheiten auslösen, indem sie nur kleine Stücke von DNA erwerben“, sagt Lathem nach einer Mitteilung seiner Universität.

Einer früheren genetischen Studie zufolge ist der Pesterreger zu mehreren Zeitpunkten der Geschichte aus seinen Reservoiren bei Nagetieren aufgetaucht und hat Pandemien bei Menschen ausgelöst. Zwar seien einige Erregerstämme ausgestorben, doch noch immer gebe es weltweit unter Nagtieren Varianten des Bakteriums, die erneut Pandemien auslösen könnten, schreiben die Forscher um David Wagner von der Northern Arizona University im Journal „The Lancet Infectious Diseases“. Allerdings sei eine große Pandemie aufgrund heutiger Antibiotika unwahrscheinlich.
Die Krankheit flackert weiterhin vor allem in Afrika immer wieder auf. Die Weltgesundheitsorganisation zählte allein 2013 insgesamt 783 Fälle, 126 der Erkrankten starben. Am stärksten betroffen sind demnach Madagaskar, der Kongo aber auch Peru.

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