Neues Werkzeug enthüllt, wie Chlamydien menschliche Zellen kapern
Forscher aus Würzburg und Berlin haben ein neues chemisches Werkzeug entwickelt, um Infektionen in menschlichen Zellen zu untersuchen. Im Mittelpunkt ihrer Arbeit steht die Verfolgung von Sphingomyelin, einem Fettstoff, der eine Schlüsselrolle dabei spielt, wie sich Bakterien wie Chlamydien ausbreiten. Die in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse könnten helfen, bessere Behandlungsmethoden gegen Infektionen zu entwickeln, indem dieser Stoffwechselprozess gezielt angegangen wird.
Das Forschungsteam, das zur von der DFG geförderten Graduiertenschule 2581 gehört, entwarf spezielle Moleküle, sogenannte trifunktionelle Sphingomyeline. Diese synthetischen Verbindungen imitieren natürliches Sphingomyelin, verfügen aber über Eigenschaften, die sie leichter nachweisbar und messbar machen. Mit Hilfe dieser Moleküle konnten die Wissenschaftler beobachten, wie Sphingomyelin während einer Chlamydien-Infektion in den Zellen abgebaut wird.
Versuche zeigten, dass bakterielle Enzyme, sogenannte Sphingomyelinasen, diese Moleküle aktiv auf menschlichen Zellen verarbeiteten. Mit fortschreitender Infektion stiegen die Werte des verstoffwechselten Sphingomyelins an – insbesondere dann, wenn sich nicht infektiöse Chlamydien-Partikel in infektiöse umwandelten. Diese Echtzeit-Überwachung enthüllte, wie die Bakterien den Fettstoffwechsel des Wirts kapern, um ihr eigenes Wachstum anzutreiben.
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Die von Professor Jürgen Seibel geleitete Studie bietet eine Methode, um die Verteilung von Sphingomyelin und die Enzymaktivität während Infektionen sichtbar zu machen. Die Ergebnisse des Teams sind in der Veröffentlichung von Marcel Rühling und Kollegen nachzulesen, die unter der DOI: 10.1038/s41467-024-51874-w verfügbar ist. Weitere Informationen finden sich auch auf der Website der Universität Würzburg.
Die neuen Moleküle ermöglichen eine präzise Verfolgung des Sphingomyelin-Stoffwechsels in infizierten Zellen. Dieser Ansatz könnte zu gezielten Therapien führen, die das Überleben der Bakterien stören, indem sie die Fettverarbeitungswege des Wirts verändern. Die Forschung eröffnet damit neue Wege, um Anti-Infektionsstrategien auf Basis metabolischer Eingriffe zu testen.
