23.02.2024, 21:53
Grundlagenforschung zur Biologie und Evolution der Borrelien
Am häufigsten untersucht, weil am besten zu züchten ist die Spirochäten-Morphotyp, eine pleomorphe Variante von B. burgdorferi, die eine planare Wellenmorphologie aufweist. Diese Form ermöglicht es den Bakterien, sich zu verbreiten und in Gewebe einzudringen.
Runde Formen "round bodies" sind kugelig mit intakter und flexibler Zellhülle, die zahlreiche Flagellen einschließt. Man kann bei Kulturen ihre Bildung mit Zugabe von destilliertem Wasser anregen, aber auch unter anderen Laborbedingungen, wie Antibiotikagaben, reichern sie sich in vitro an. In vivo hat man sie in der Hirnrinde bei chronischer Neuroborreliose und im Hautgewebe bei Erythrema migrans gefunden.
Dann gibt es die Bläschen ("bleb")-Formen, die an ihrer Oberfläche Außenmenbranvesikel tragen, die mit verschiedenen Proteinen, DNA, RNA besetzt sind. Dieser Typ macht in Standardkulturen bis zu 4 % aus, der Anteil kann aber durch Komponenten der Kultur, durch Kulturalterung und durch Antibiotika zunehmen. In der Studie wurde die Bidung dieser Formen durch Kontakt mit Sauerstoff, also Kultur unter aeroben Bedingungen angeregt.
in vivo wurde dieser Zelltyp auch in Gewebe aus Erythrema migrans gefunden. Man nimmt an, dass dieser Typ eine Rolle bei der Entstehung von Autoimmunreaktionen spielt.
Die Biofilme von B. burgdorferi sind Ansammlungen von Spirochäten, Rundkörper- und Bläschenzellen, die in eine selbst produzierte extrazelluläre Polysaccharidmatrix eingebettet sind. Die Existenz von B. burgdorferi-Biofilmen wurde in vitro durch den Nachweis typischer Biofilm-Marker bestätigt: Alginat, Kalzium und extrazelluläre DNA [41]. Darüber hinaus zeigte die Rasterelektronenmikroskopie, dass in verschiedenen Stadien der Biofilmentwicklung strukturelle Umlagerungen stattfinden und dass in B. burgdorferi-Biofilmen kanalartige Strukturen vorhanden sind. Diese Merkmale haben sich bei Bacillus subtilis, einem etablierten Biofilmmodell, als Kennzeichen eines echten Entwicklungsprozesses erwiesen [42,43]. B. burgdorferi-Biofilme konnten unter verschiedenen Laborbedingungen gezüchtet werden [13,41] und werden auch in vivo im Gehirn, im Herzen, in der Leber, in der Niere [44] und im Hautgewebe infizierter Patienten beobachtet [45].
Die Genanalyse zeigte, dass die Bläschen und Biofilme viele Gene zeigen, die typisch für die parasitäre Bakterienfamile der Borreliaceae ist, dazu zählen die bekannten Gene für die Immunevasion von B. burgdorferi, die für die persistente disseminierte Infektion besonders wichtig sind. Zum Beispiel das vlsE-Gen, das für das kontinuierlich modifizierte oberflächenexponierte exponierte Lipoprotein (VlsE). Das VlsE ist essentiell für die initiale und persistente Infektion und erfährt eine antigene Variation, während sich die Bakterienzellen im Wirbeltierwirt aufhalten.
Insgesamt ist die genetische Ausstattung der Borrelien sehr speziell, daher lassen sich die Erkenntnisse von anderen, wenig verwandten Bakterienfamilien nicht einfach übertragen.
Die Autoren hoffen, dass mit weiterer Forschung zu Evolution und Biologie der Borrelien auch die Kontroversen im Zusammenhang mit Borreliose - Erkrankungen und deren Behandlungskonzepten lösen werden.
Am häufigsten untersucht, weil am besten zu züchten ist die Spirochäten-Morphotyp, eine pleomorphe Variante von B. burgdorferi, die eine planare Wellenmorphologie aufweist. Diese Form ermöglicht es den Bakterien, sich zu verbreiten und in Gewebe einzudringen.
Runde Formen "round bodies" sind kugelig mit intakter und flexibler Zellhülle, die zahlreiche Flagellen einschließt. Man kann bei Kulturen ihre Bildung mit Zugabe von destilliertem Wasser anregen, aber auch unter anderen Laborbedingungen, wie Antibiotikagaben, reichern sie sich in vitro an. In vivo hat man sie in der Hirnrinde bei chronischer Neuroborreliose und im Hautgewebe bei Erythrema migrans gefunden.
Dann gibt es die Bläschen ("bleb")-Formen, die an ihrer Oberfläche Außenmenbranvesikel tragen, die mit verschiedenen Proteinen, DNA, RNA besetzt sind. Dieser Typ macht in Standardkulturen bis zu 4 % aus, der Anteil kann aber durch Komponenten der Kultur, durch Kulturalterung und durch Antibiotika zunehmen. In der Studie wurde die Bidung dieser Formen durch Kontakt mit Sauerstoff, also Kultur unter aeroben Bedingungen angeregt.
in vivo wurde dieser Zelltyp auch in Gewebe aus Erythrema migrans gefunden. Man nimmt an, dass dieser Typ eine Rolle bei der Entstehung von Autoimmunreaktionen spielt.
Die Biofilme von B. burgdorferi sind Ansammlungen von Spirochäten, Rundkörper- und Bläschenzellen, die in eine selbst produzierte extrazelluläre Polysaccharidmatrix eingebettet sind. Die Existenz von B. burgdorferi-Biofilmen wurde in vitro durch den Nachweis typischer Biofilm-Marker bestätigt: Alginat, Kalzium und extrazelluläre DNA [41]. Darüber hinaus zeigte die Rasterelektronenmikroskopie, dass in verschiedenen Stadien der Biofilmentwicklung strukturelle Umlagerungen stattfinden und dass in B. burgdorferi-Biofilmen kanalartige Strukturen vorhanden sind. Diese Merkmale haben sich bei Bacillus subtilis, einem etablierten Biofilmmodell, als Kennzeichen eines echten Entwicklungsprozesses erwiesen [42,43]. B. burgdorferi-Biofilme konnten unter verschiedenen Laborbedingungen gezüchtet werden [13,41] und werden auch in vivo im Gehirn, im Herzen, in der Leber, in der Niere [44] und im Hautgewebe infizierter Patienten beobachtet [45].
Die Genanalyse zeigte, dass die Bläschen und Biofilme viele Gene zeigen, die typisch für die parasitäre Bakterienfamile der Borreliaceae ist, dazu zählen die bekannten Gene für die Immunevasion von B. burgdorferi, die für die persistente disseminierte Infektion besonders wichtig sind. Zum Beispiel das vlsE-Gen, das für das kontinuierlich modifizierte oberflächenexponierte exponierte Lipoprotein (VlsE). Das VlsE ist essentiell für die initiale und persistente Infektion und erfährt eine antigene Variation, während sich die Bakterienzellen im Wirbeltierwirt aufhalten.
Insgesamt ist die genetische Ausstattung der Borrelien sehr speziell, daher lassen sich die Erkenntnisse von anderen, wenig verwandten Bakterienfamilien nicht einfach übertragen.
Die Autoren hoffen, dass mit weiterer Forschung zu Evolution und Biologie der Borrelien auch die Kontroversen im Zusammenhang mit Borreliose - Erkrankungen und deren Behandlungskonzepten lösen werden.