Lyme-Borreliose: Neuer Ansatz für die Entwicklung einer gezielten Therapie
Durchbruch bei Lyme-Borreliose: Neue Studie enthüllt Schlüssel zur genetischen Modifikation von Borrelia-Bakterien
Wissenschaftler haben einen Durchbruch im Verständnis der genetischen Modifikation von Bakterien erzielt, die für die Lyme-Borreliose verantwortlich sind. Dies könnte den Weg für neue Behandlungs- und Präventionsstrategien ebnen. Ein Forscherteam der Medizinischen Universität Wien hat das komplexe Abwehrsystem entschlüsselt, das lange Zeit Versuche behindert hat, diese schwer fassbaren Mikroben zu manipulieren.
Die Lyme-Borreliose, eine durch Zecken übertragene Krankheit, die jährlich Tausende betrifft, wird durch Bakterien namens Borrelia verursacht. Diese spiralförmigen Organismen haben sich als äußerst schwierig zu untersuchen und im Labor zu modifizieren erwiesen, hauptsächlich aufgrund ihres robusten internen Sicherheitssystems, das fremde DNA zerstört. Nun haben Forscher den Code dieses bakteriellen Abwehrmechanismus, bekannt als Restriktions-Modifikations-System (RMS), geknackt.
„Wir haben vier mögliche RMS-Gene in B. afzelii und vier RMS-Gene in B. garinii identifiziert“, erklärt Hauptautorin Margarida Ruivo. „Diese Gene fungieren wie ein ausgeklügeltes Sicherheitssystem, das die DNA der Bakterien schützt und gleichzeitig jedes fremde genetische Material angreift, das einzudringen versucht.“
Die im International Journal of Molecular Sciences veröffentlichte Studie konzentrierte sich auf zwei in Europa verbreitete Borrelia-Arten: B. afzelii und B. garinii. Durch die Analyse der Genome dieser Bakterien und die Überprüfung der Funktion vermuteter RMS-Gene konnte das Team deren Rolle beim DNA-Schutz und bei der DNA-Zerstörung bestätigen.
Zu den wichtigsten Ergebnissen der Studie gehören:
1. Identifizierung mehrerer RMS-Gene sowohl in B. afzelii als auch in B. garinii
2. Bestätigung, dass diese Gene Enzyme produzieren, die DNA sowohl modifizieren als auch schneiden können
3. Nachweis, dass eine Vormodifikation der DNA sie vor der Zerstörung durch das bakterielle Abwehrsystem schützen kann
„Wir haben bewiesen, dass Methylierung vor Endonuklease-Aktivität schützt und die Transformationseffizienz erhöht“, erklärt Ruivo. Mit anderen Worten: Durch chemische Modifikation der DNA, um das eigene genetische Material der Bakterien nachzuahmen, konnten die Forscher sie am mikrobiellen Sicherheitssystem vorbeischmuggeln.
Diese Entdeckung hat bedeutende Auswirkungen auf die Lyme-Borreliose-Forschung.
Dr. Michiel Wijnveld, leitender Autor der Studie, erklärt: „Bisher haben wir bei der Untersuchung dieser Bakterien mit einer Hand auf dem Rücken gearbeitet. Dieser Durchbruch ermöglicht es uns, potenziell neue diagnostische Werkzeuge, Behandlungen und sogar vorbeugende Maßnahmen gegen Lyme-Borreliose zu entwickeln.“
Die Fähigkeit, Borrelia-Bakterien genetisch zu modifizieren, eröffnet neue Forschungswege, darunter:
– Entwicklung abgeschwächter Stämme für die Impfstoffentwicklung
– Untersuchung, wie die Bakterien Krankheiten verursachen und dem Immunsystem ausweichen
– Testen potenzieller neuer Antibiotika und anderer Behandlungen
Während die unmittelbaren Anwendungen im Forschungslabor liegen, sind die langfristigen Auswirkungen für Patienten vielversprechend.
„Unsere Erkenntnisse könnten potenziell zur Entwicklung einer gezielten Behandlung der Borreliose durch Phagentherapie beitragen“, schlägt Ruivo vor und bezieht sich dabei auf den Einsatz von Viren, die spezifisch Bakterien angreifen.
Da die Lyme-Borreliose in vielen Teilen der Welt weiterhin ein wachsendes Problem darstellt, bietet diese Forschung einen Hoffnungsschimmer. Durch das Verständnis und die Überwindung der bakteriellen Abwehrmechanismen sind Wissenschaftler einen Schritt näher daran, effektivere Wege zur Bekämpfung dieser herausfordernden Krankheit zu entwickeln.
Das Team betont, dass dies zwar ein bedeutender Durchbruch ist, aber noch viel Arbeit zu leisten ist.
„Wir haben die Tür geöffnet“, sagt Wijnveld, „aber jetzt müssen wir erforschen, was auf der anderen Seite liegt. Dies ist nur der Beginn eines neuen Kapitels in der Lyme-Borreliose-Forschung.“
Quelle
Margarida Ruivo et al, Optimising Transformation Efficiency in Borrelia: Unravelling the Role of the Restriction-Modification System of Borrelia afzelii and Borrelia garinii, International Journal of Molecular Sciences (2024). DOI: 10.3390/ijms252111343
