20.07.2012, 15:10 Uhr

Forschung unter der Lupe: Tour durch die Mikroben-WG

Das Bild ähnelt einer Reliefdarstellung eines Hochgebirges. Allerdings zeigt es etwas völlig anderes, viel, viel kleineres: eine Bakteriengemeinschaft. US-Forscher der Universität von Kalifornien aus Berkeley haben diese 3-D-Rekonstruktion mit Hilfe von Mikroskopaufnahmen erstellt. Zum ersten Mal wurde so genau und detailliert beobachtet, wie sich Bakterien auf einer Oberfläche zu einem Biofilm organisieren. Heraus kam dabei nicht nur das Bild und ein kleiner Animationsfilm, sondern auch wichtige Erkenntnisse für die Infektionsforschung. Die Arbeit der Kalifornier erscheint im Fachblatt "Science".

3-D-Rekonstruktion eines von Cholera-Bakterien gebildeten Biofilms. © Veysel Berk/UC Berkeley; Laborwelt

Ein Biofilm ist eine Gemeinschaft von Mikroben. Gerade Mediziner wollen mehr über Biofilme auf der Oberfläche von Organen, aber auch von Implantaten wissen. Denn laut US-Forscher Veysel Berk sind Biofilme eine Ursache für viele Erkrankungen: "99,9% aller Bakterien leben in einer Gemeinschaft und haften sich in Form solcher Biofilme an Oberflächen fest. Und eben diese Biofilme verursachen 80% aller Infektionen beim Menschen." Während frei schwimmende Bakterien gut durch Antibiotika bekämpft werden können, sind Bakterien in einem Biofilm so gut wie unangreifbar.

Doch am Beispiel von Cholera-Bakterien zeigt Berk, wie man den Schutzwall durchbrechen könnte. Die Vibrio-cholerae-Bakterien (blau) sind über eine Art Zement (grau) miteinander verbunden. Mittels Kleber-Proteinen (grün) verankern sie sich auf der Oberfläche und über einen Schutzkomplex aus Proteinen und Kohlenhydraten (rot) schirmen sie sich von der Umwelt ab. Mit Hilfe von Wirkstoffen gegen den Kleber könnte man den gesamten Biofilm einfach abwaschen. Ein Zementlöser würde alle Bakterien freisetzen und für klassische Antibiotika zugänglich machen. Berks Fazit: Es gibt genügend Ansatzstellen für neue Medikamente.

Bild und Video basieren auf Aufnahmen, die mit einem hochauflösenden Mikroskop gemacht wurden. Um die Zellen von Kleber, Zement und schützender Hülle unterscheiden zu können, musste Berk aber auch eine neue Anfärbe-Methode entwickeln. Bei der fortwährenden Immunfärbung (continuous immunostaining) blieben die vier verschiedenen Farbstoffe im Gegensatz zu klassischen Färbetechniken immer in der Lösung. Über mehrere Stunden machte Berk dann immer wieder Momentaufnahmen der lebenden und sich entwickelnden Bakterien. Schließlich fügte er die Einzelbilder wie bei einem Stop-Motion-Film aneinander. Das Endprodukt lässt alle Mühen vergessen: Bakterien haben wohl selten so positiv beeindruckt wie in diesem Video.

Alle News vom: 20. Juli 2012 Zur Übersicht: Gesundheit

Bisher wurde hierzu noch keine Meinung abgegeben. Aber Sie haben doch bestimmt eine!