Pesterreger war einst harmloses Darmbakterium

Der Weg von einer mehr oder weniger harmlosen Darmerkrankung zur tödlichen Lungen- und Beulenpest, die im Mittelalter ganze Landstriche entvölkerte, war aus genetischer Sicht nicht weit. Zwei Veränderungen im Erbgut des Erregers könnten laut einer Studie ausgereicht haben, um die Virulenz und Pathogenität des Erregers drastisch zu steigern. Daniel Zimbler (Feinberg School of Medicine in Chicago) konnte an einem Mäusemodell zeigen, dass wenige genetische Veränderungen ausreichen, um einen Darmkeim zum Auslöser der klassischen Pest zu machen. Die erste genetische Veränderung, die die Virulenz von Yersinia pestis verstärkt hat, war die Aufnahme von Fremdgenen in Form von Plasmiden. Das Plasmid pPCP1 enthält die Protease „Pla“. Diese ist in der Lage, Plasminogen zu spalten, was dem Erreger offenbar ermöglichte, eine Infektion in der Lunge zu etablieren. Damit war möglicherweise die Lungenpest geboren. Die Infektionsfähigkeit der Erreger könnte damit deutlich gesteigert worden sein. Um aber die Lungengrenzen zu überschreiten, war eine weitere Änderung erforderlich. Zimbler fand sie in seinen Experimenten in einer einzelnen Punktmutation, die an Position 259 des Pla-Proteins zu einem Austausch der Aminosäuren von Isoleucin nach Threonin führte. Dieses reichte aus, um eine invasive Infektion auszulösen, sodass auch Lymphknoten befallen wurden. Die Bakterienkonzentration in der Milz wurde um den Faktor 100 erhöht, was beim Menschen ausgereicht haben könnte, um das Immunsystem der Menschen zu überfordern.

HINTERGRUND:
Vorläufer von Yersinia pestis war Yersinia pseudotuberculosis, der vor allem Nagetiere, Hasenartige und Wildvögel infiziert und beim Menschen Erreger der Yersiniose ist ‒ die Erkrankung bleibt in der Regel auf den Darm und die dortigen Lymphknoten beschränkt, zu einem Befall der Lunge kommt es nie und auch ein systemischer Befall der Lymphdrüsen oder die Entwicklung von Bubonen ist weitgehend ausgeschlossen.

► Deutsches Ärzteblatt vom 30.06.2015
► Nature Communications (2015; DOI: 10.1038/ncomms84877)

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