Nasales Mikrobiom fördert Wachstum von Staphylococcus aureus durch Austausch von Aminosäuren
Forschende der LMU München entdecken, dass benachbarte Nasenbakterien Staphylococcus aureus mit Tyrosin versorgen – ein wichtiger Ansatz für künftige probiotische Therapien zur Verdrängung des Krankheitserregers.
Automatisch aus dem englischen Original übersetzt Original lesen
Der Mikrobiologe Simon Heilbronner und sein Team an der Ludwig-Maximilians-Universität München haben aufgedeckt, wie benachbarte Nasenbakterien den opportunistischen Erreger Staphylococcus aureus direkt ernähren können. Die im Fachjournal Microbiome veröffentlichte Studie markiert einen wichtigen biologischen Innovationsschritt zum Verständnis der nasalen Kolonisierung und zur Entwicklung zielgerichteter Bakteriengemeinschaften zur Verdrängung schädlicher Mikroben.
Tyrosin-Austausch in der menschlichen Nase
Eine Studie unter der Leitung von Simon Heilbronner, Professor für Mikrobiologie am LMU Biozentrum, zeigt, dass bakterielle Nachbarn in der Nasenhöhle Krankheitserreger nicht einfach nur unterdrücken oder mit ihnen konkurrieren. Wie in einem Bericht von Phys.org dargelegt, zeigten die Forschenden, dass andere Nasenmikroben das Überleben von Staphylococcus aureus aktiv unterstützen können, indem sie essenzielle Nährstoffe produzieren und freisetzen. Das Team, dem auch Erstautorin Laura Camus angehört, untersuchte, wie Nährstoffverfügbarkeit und Bakterienstoffwechsel bestimmen, ob sich S. aureus dauerhaft in den menschlichen Nasengängen ansiedelt.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir das nasale Mikrobiom nicht einfach in ‚gute‘ und ‚schlechte‘ Bakterien einteilen können. Entscheidend ist, welche Mikroorganismen zusammenleben und welche Nährstoffe sie einander zur Verfügung stellen oder um welche sie konkurrieren.“
— Simon Heilbronner, Professor für Mikrobiologie am LMU Biozentrum
Untersuchung von 512 humanen Stämmen von Staphylococcus aureus
Die metabolische Interaktion zeigte sich bei der Untersuchung von 512 humanen S.-aureus-Stämmen. In der nährstoffarmen Umgebung der Nasenhöhle sind bestimmte Stämme vollständig auf eine externe Zufuhr der Aminosäure Tyrosin angewiesen. Als die Forschenden zusätzliches Tyrosin beigaben, steigerte dies direkt das Wachstum bei 40 der getesteten Stämme, wie die LMU München via Phys.org dokumentiert.
Diese Abhängigkeit bietet einen unerwarteten Vorteil. Wenn benachbarte Bakterien ausreichend Tyrosin liefern, schont S. aureus seine eigenen Stoffwechselressourcen, indem er die interne Synthese der Aminosäure einstellt. Folgeexperimente an Mäusen bestätigten, dass diese spezifischen Stoffwechselunterschiede die Art und Weise verändern, wie S. aureus Wirtsgewebe besiedelt, wenn andere Nasenbakterien vorhanden sind.
Aussichten für probiotisches Design und geistiges Eigentum
Die Entdeckung eröffnet neue Wege zur gezielten Umgestaltung des nasalen Mikrobioms, anstatt sich ausschließlich auf Antibiotika zu verlassen. Auch wenn in der veröffentlichten Studie keine Patentanmeldung oder ein kommerzielles Produkt beschrieben wird, bildet die Kartierung dieser Stoffwechselinteraktionen die Grundlage für künftiges geistiges Eigentum auf Basis synthetischer Bakteriengemeinschaften. Medizinische Therapien könnten gezielt probiotische Bakterien einsetzen, die darauf abgestimmt sind, S. aureus lebenswichtige Ressourcen zu entziehen.
Wie Heilbronner im Bericht von Phys.org erklärte, müssen erfolgreiche Therapien verhindern, dass nützliche Bakterienmischungen den Krankheitserreger unbeabsichtigt ernähren. Die nächsten Schritte hängen von Laborversuchen ab, mit denen stabile Bakterienkonsortien zusammengestellt werden sollen, die verfügbare Nährstoffe schneller verbrauchen als S. aureus, um dem Erreger systematisch die für eine Kolonisierung benötigten Verbindungen vorzuenthalten.
Lesen Sie auch auf The Patent: SmartPE verbessert Prime Editing bei zweikeimblättrigen Kulturpflanzen · Kew-Wissenschaftler entlarven falschen Glänzenden Lackporling und lösen 245 Jahre altes Pilzrätsel
