Export von Gefahrgut: Helicobacter pylori und sein CagA-Protein
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Bakterielle Proteinsekretion
Export von Gefahrgut: Helicobacter pylori und sein CagA-Protein CLARA LETTL, WOLFGANG FISCHER MAX VON PETTENKOFER-INSTITUT FÜR HYGIENE UND MEDIZINISCHE MIKROBIOLOGIE, MEDIZINISCHE FAKULTÄT, LMU MÜNCHEN
Pathogenic bacteria often utilize type IV secretion systems to interact with host cells and to modify their microenvironment in a favourable way. The human pathogen Helicobacter pylori produces such a system to inject only a single protein, CagA, into gastric cells, but this injection represents a major risk factor for gastric cancer development. Here, we discuss the unusual structure of the Cag secretion nanomachine and other features that make it unique among bacterial protein transporters. DOI: 10.1007/s12268-020-1454-7 © Die Autoren 2020
ó Bakterielle Infektionen entstehen oft infolge einer Invasion des Krankheitserregers in sterile Körperbereiche oder durch zu starke Vermehrung gegenüber der normalen Mikrobiota. Der Magenkeim Helicobacter pylori ist anders: Er ist meistens außerhalb der Magenschleimhaut zu finden und verdrängt bei der Pathogenese keine anderen Bakterien. Tatsächlich könnte man H. pylori aufgrund seines häufigen Vorkommens und seiner optimalen Anpassung als typische Mi krobiota des menschlichen Magens betrachten, wäre da nicht der Umstand, dass die Kolonisierung stets eine chronische Entzündung der Magenschleimhaut und häufig schwere Komplikationen wie Magengeschwüre oder Magenkrebs verursacht. Ein wichtiger Punkt ist dabei der chronische Verlauf der Infektion: Die „Ansteckung“ erfolgt üblicherweise im Kindesalter, wobei die Bakterien meistens innerhalb der Familie auf die jüngere Generation übertragen werden, während Beschwerden oft erst im fortgeschrittenen Erwachsenenalter auftreten. Evolutionär gesehen ist H. pylori deswegen ein ständiger Begleiter der Menschheit über mindestens die letzten 100.000 Jahre hinweg [1]. In dieser Zeit haben sich weltweit in lokalen Bevölkerungsgruppen Varianten von H. pylori herausgebildet. So unterscheiden sich etwa Isolate von Patienten aus Ostasien genetisch von solchen aus Westafrika oder Europa. Tatsächlich konnten große MigraBIOspektrum | 06.20 | 26. Jahrgang
tionsbewegungen der Menschheitsgeschichte, wie die ursprüngliche Auswanderung aus Ostafrika oder die von Taiwan ausgehende Besiedlung der südpazifischen Inseln anhand der Diversität entsprechender H. pylori-Isolate schlüssig nachverfolgt werden.
Eine Ursache, viele Wirkungen: CagA als Pathogenitätsfaktor Für die Entstehung schwerer Verläufe sind neben der chronischen Entzündung der Magenschleimhaut (Gastritis) auch bakterielle Pathogenitätsfaktoren verantwortlich.
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Als entscheidendes Ereignis in der Evolution von H. pylori gilt in diesem Zusammenhang die Aneignung eines mobilen genetischen Elements, der cytotoxin-associated gene(cag)Pathogenitätsinsel, vor etwa 60.000 Jahren. Diese Insel codiert zum einen das CagAProtein, das als bakterielles Onkoprotein beschrieben wurde [2], und zum anderen ein Typ-IV-Sekretionssystem (T4SS), das CagA als Effektorprotein erkennt
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