swissTB award 2017

Dr. Paul Murima und Dr. Michael Zimmermann

Der Stoffwechsel von Tuberkulose-Bakterien spielt eine zentrale Rolle während der Ansteckung durch diesen Krankheitserreger. Nach erfolgreicher Übertragung der Bakterien auf den Menschen verändert unser Immunsystem die Umgebung der Eindringlinge gezielt als einen von zahlreichen Abwehrmechanismen. Dies zwingt die Bakterien, ihre Nahrungsaufnahme und den damit verbundenen Stoffwechsel umzustellen. Dabei geht es für die Bakterien darum, ein Gleichgewicht zwischen der Verbrennung der aufgenommenen Nährstoffe zur Energieproduktion und deren Verwendung zum eigenen Wachstum und zur Vermehrung zu finden. In unserer Arbeit haben wir uns einen der wichtigen Knotenpunkte im zentralen Kohlenstoffwechsel angeschaut mit dem Ziel, dessen Regulation besser zu verstehen. Dazu stellten wir genetisch veränderte Tuberkulose-Bakterien her, bei denen wir die Maschinerie (Enzyme) des metabolischen Knotenpunktes gezielt veränderten. Physiologische Charakterisierung dieser manipulierten Bakterien in Kombination mit biochemischen Messungen, hochauflösender Mikroskopie und modernster Messmethoden zur Stoffwechselanalyse führten schliesslich zur Entwicklung eines Modells der Stoffwechselregulation. Dieses kann man sich wie einen molekularen Thermostaten vorstellen, in dem nicht Heizleistung und Temperatur sondern Stoffwechselflüsse und der Energiebedarf der Bakterien im Gleichgewicht gehalten werden. Dieser Mechanismus ist von besonderem Interesse, da er sich von der menschlichen Stoffwechselregulation unterscheidet und auch in anderen Bakterien so noch nie beschrieben wurde. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Stoffwechselregulation der Tuberkulose-Bakterien spezifisch zu stören, was in Zukunft zur antibakteriellen Therapie von Tuberkulose ausgenutzt werden könnte.

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