- EAHEC: Entero-Aggregativer-Hämorrhagischer E. coli - Dr. Manfred Rohde (HZI), Universität Göttingen
Noch spricht das Robert Koch-Institut (RKI) am 17. Juni 2011 von steigenden EHEC-Fallzahlen, doch Epidemie-Experten der europäischen Seuchenbehörde (ECDC) sehen am 16. Juni 2011 im Editorial des Fachmagazins Eurosurveillance schon einen Silberstreifen am Horizont; noch sprechen die ECDC- und RKI-Experten vom EHEC-Ausbruchsstamm HUSEC041 (O104:H4), doch spricht Privat-Dozent Dr. Rolf Daniel vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Georg-August-Universität in Göttingen mittlerweile von einem EAHEC-Ausbruchsstamm (Entero-Aggregative-Hämorrhagische E. coli): Zusammen mit seinen Mitarbeitern entschlüsselte PD Dr. Daniel das bakterielle Erbgut (Genom) der O104:H4-Erreger von zwei Patienten aus Hamburg, die Ergebnisse werden nun von Erstautorin Dr. Elzbieta Brzuszkiewicz im Fachblatt Archives of Microbiology veröffentlicht – PD Dr. Daniel erläuterte: "Die Ergebnisse erlauben wichtige Rückschlüsse darauf, weshalb das besonders in Norddeutschland grassierende Bakterium so aggressiv ist."
EHEC O104:H4 ist zu mindestens 96 Prozent ein EAEC oder EAggEC
Die Ergebnisse der Gensequenzierung aus dem Göttinger Laboratorium für Genomanalyse können erklären, wieso der Erregerkeim O104:H4 solch eine grassierende Virulenz (Ansteckungsfähigkeit) in Norddeutschland entwickeln konnte: Über 96 Prozent des bakteriellen Genoms aus den Hamburger Patienten-Isolaten sind identisch mit einem EAEC-Stamm (Entero-Aggregative E. coli oder auch EAggEC): EAEC-Stämme sind wie EHEC-Stämme bekannt als krankmachende oder so genannte darmpathogene Krankheitserreger. EAEC binden sich durch aneinander haftende Adhäsion besonders fest an die Oberfläche unserer Darmzellen und bilden Bakterien-Zellaggregate, auf Zellkulturen erinnern die Zellaggregate an einen Stapel aus Mauersteinen. Dies können die EAEC, da sie in ihrem Erbgut zusätzlich noch ein ringförmiges Plasmid namens pAA tragen (siehe Grafik). Auf diesem pAA-Plasmid befinden sich so genannte agg-Gene, aus diesen Erbinformationen stellen EAEC-Bakterien Fimbrien her.
EAEC haben einen Fimbrienfimmel und stecken in einem Fimbrienfummel
Die Bakterienart E. coli wird etwa 2 bis 6 Mikrometer (µm) lang und etwa 1 bis 1,5 µm breit. So wie Menschen meist Haare auf der Kopfoberfläche bilden, bilden Bakterien Fimbrien auf ihrer Bakterienoberfläche, übersetzt aus dem Lateinischen bedeutet Fimbrie in etwa Faden oder Franse: EAEC haben einen kleinen Fimbrienfimmel, sie bilden Fimbrien als so genannte krankmachende Virulenzfaktoren, ihre Fimbrien sind aus Proteinen aufgebaute nanometerkleine Fäden und Fransen. Durch ihren Fimbrienfimmel stecken EAEC in einem virulenten bakteriellen Fimbrienfummel, zusammen mit dem Fimbrienfummel und anderen Substanzen bilden Bakterien wie EHEC durch die Adhäsion zum Beispiel Biofilme auf Pflanzenkeimlingen und Blättern, mit den Fimbrien schmiegen sich die Bakterien mittels Adhäsion an ihre Wirtszellen in unserem Darm an – so erregen die Erreger die Darmzellen, so beginnt der Ausbruch der Erkrankung. Die Ergebnisse der Gensequenzierung zeigen jedoch, dass die EAEC zusätzlich ihr Waffenarsenal an Zellgiften aufgerüstet haben.
EAEC machen als EAHEC blutigen (hämorrhagischen) Ernst
Der blutige (hämorrhagische) Durchfall steckt den EHEC als Entero-Hämorrhagische E. coli schon im Namen, doch auch EAEC-Ausbrüche mit blutigem Durchfall sind bekannt geworden, mit ihrem Fimbrienfummel verklumpen EAEC zusätzlich auch rote Blutkörperchen (Erythrozyten) – Ärzte nennen das Hämagglutination. Nach den Ergebnissen der Genomanalyse rüstete der Erregerkeim O104:H4 zusätzlich sein Zellgiftarsenal auf, mittels horizontalen Gentransfer durch so genannte STX-Bakterienviren (STX-Phage, siehe Grafik). Der STX-Bakteriophage lieferte mit den stx2a/vtx2a-Gen ein starkes Zellgift namens Shiga Toxin 2 (Stx) oder Verotoxin 2 (Vtx). Dies könnte die ungewöhnlich vielen Fälle des Hämolytisch-Urämischen-Syndroms in Deutschland erklären (bisher über 20 Prozent), wobei das Shiga-Toxin auch vom vom Erreger der Bakterienruhr bekannt ist – Shigella dysenteriae.
Neuer Bakterienstamm Entero-Aggregative-Hämorrhagische Escherichia coli (EAHEC)?
Aus diesen Gründen schlagen die Göttinger Forscher vor, den neuen Bakterienstamm als Entero-Aggregativen-Hämorrhagischen Escherichia coli oder EAHEC zu benennen. Ob sich der Name durchsetzt, muss sich erst noch erweisen, etwas früher veröffentlichte das chinesische Beijing Institut für Mikrobiologie und Epidemiologie Gensequenzen des EHEC-Ausbruchsstamms HUSEC041 (O104:H4): Dabei stellte sich heraus, das EHEC-Ausbruchsstamm O104:H4 schon früher sporadisch in Erscheinung trat. Zum Beispiel in Deutschland (2001), Frankreich (2004), Korea (2005), Georgia (2009) und Finnland (2010). Prof. Dr. Helge Karch vom Institut für Hygiene des Universitätsklinikums Münster sagte dazu am 10. Juni 2011: "Bei dem jetzigen Ausbruchsstamm von einer Neuentwicklung zu sprechen, halte ich daher für nicht angemessen."
Weitere Informationen
F. Scheutz, E. Møller Nielsen, J. Frimodt-Møller, N. Boisen, S. Morabito, R. Tozzoli, J. P. Nataro und A. Caprioli (2011): E-alert – "Characteristics of the enteroaggregative Shiga toxin/verotoxin-producing Escherichia coli O104:H4 strain causing the outbreak of haemolytic uraemic syndrome in Germany, May to June 2011". Eurosurveillance, Volume 16, Issue 24, vom 16 Juni 2011.
Brzuszkiewicz E., Thürmer A., Schuldes J., Leimbach A., Liesegang H., Meyer F.-D., Boelter J., Petersen H., Gottschalk G., und Daniel R. (2011): Genome sequence analyses of two isolates from the recent Escherichia coli outbreak in Germany reveal the emergence of a new pathotype: Entero-Aggregative-Haemorrhagic Escherichia coli (EAHEC). Archives of Microbiology (doi: 10.1007/s00203-011-0725-6).
Einen englischen Übersichtsartikel über die verschiedenen Escherichia coli-Gruppen und -Stämme finden Sie online bei Clinical Microbiology Reviews (CMR) – James P. Nataro and James B. Kaper (1998): "Diarrheagenic Escherichia coli", Clinical Microbiology Reviews, January 1998, Volume 11, Nummer 1, Seite 142 bis 201.
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Dr. Gerald Albach - Schreiben macht Spaß: mit Licht und mit Worten! Damit ich weiß, worüber ich schreibe, habe ich als Diplom-Biologe in der ...
