Die Dosis macht den Unterschied
𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 produziert ein Toxin, das krank macht – aber in geringen
Mengen hilft es dem Pilz, um dauerhaft in der Mundschleimhaut zu überleben
Der Hefepilz 𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 setzt das Toxin Candidalysin nicht nur für
Infektionen ein, sondern nutzt es auch, um die Mundschleimhaut unauffällig
zu besiedeln – allerdings nur in fein austarierter Menge.
Zu wenig Gift
verhindert die orale Besiedlung, zu viel ruft das Immunsystem auf den Plan
und führt zu einer entzündlichen Abwehrreaktion, wie ein internationales
Forschungsteam aus Zürich, Jena und Paris herausfand. Die Ergebnisse
erschienen im Fachjournal Nature Microbiology.
𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 ist ein Hefepilz, der natürlicherweise im Mikrobiom des
Menschen vorkommt und dabei meist harmlos bleibt. Unter bestimmten
Bedingungen kann er jedoch von der runden Hefeform in fadenförmige Hyphen
übergehen und Infektionen auslösen, die insbesondere bei immungeschwächten
Patient*innen fatale Folgen haben können. In dieser Hyphenform produziert
𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 das Toxin Candidalysin, ein Eiweiß, das Wirtszellen
direkt angreift.
„Wir wussten, dass das Pilzgift Candidalysin Krankheiten verursachen kann.
Neu ist, dass es auch nötig ist, damit der Pilz im Mund überleben kann“,
erklärt Bernhard Hube, Leiter der Abteilung Mikrobielle
Pathogenitätsmechanismen am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und
Infektionsbiologie (Leibniz-HKI) und Professor am Lehrstuhl für
Mikrobielle Pathogenität an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Der
Hefepilz 𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 nutzt das Toxin wie einen Türöffner, um sich in
der Schleimhaut zu verankern. Solange er es nur in kleinen Mengen bildet,
bleibt er dabei unter dem Radar des Immunsystems und überlebt langfristig
in der Mundhöhle.“
Um diesen Zusammenhang zu klären, arbeitete ein internationales Team mit
Mäusemodellen. Dabei zeigten Forschende um Salomé LeibundGut-Landmann an
der Universität Zürich, wie das Immunsystem auf unterschiedliche
Pilzstämme reagiert. Am Leibniz-HKI in Jena wurden zudem die genetischen
Grundlagen untersucht: Mit gezielten Eingriffen veränderte das Team Gene,
die Hyphenbildung und Toxinproduktion des Hefepilzes steuern. Forschende
am Institut Pasteur in Paris ordneten die Ergebnisse außerdem mit
bioinformatischen Analysen in einen evolutionären Kontext ein.
Verglichen wurden zwei sehr unterschiedliche Stämme: Der aggressive
Laborstamm SC5314 bildet lange Hyphen und produziert große Mengen
Candidalysin. Dadurch reagiert das Immunsystem sofort mit einer starken
Entzündung und eliminiert den Pilz nach kurzer Zeit. Ganz anders verhält
sich Stamm 101, der natürlicherweise im Mund vorkommt: Er produziert das
Toxin nur in geringen Mengen und kann sich so unauffällig in der
Schleimhaut halten, ohne eine starke Immunantwort hervorzurufen. „Der Pilz
fährt gewissermaßen mit angezogener Handbremse“, so Hube. „Ein bisschen
Toxin braucht er, aber zu viel wird sofort bestraft.“
„Gerade diese Unterschiede zwischen den Stämmen zeigen, wie wichtig die
feine Regulierung von Candidalysin für die Besiedelung unterschiedlicher
Nischen im Körper ist“, ergänzt Tim Schille, Doktorand im Jenaer Team.
„Nur wenn 𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴 das richtige Maß findet, kann der Pilz
langfristig im Mund bestehen, ohne vom Immunsystem bekämpft zu werden.“
Eine Schlüsselrolle spielt dabei auch das Gen EED1. Es reguliert die
Hyphenbildung und beeinflusst damit indirekt die Produktion von
Candidalysin. So bleibt der Pilz meist unauffällig in der Mundschleimhaut.
Kippt dieses Gleichgewicht jedoch, können Infektionen entstehen.
„Bemerkenswert ist, wie gut der Pilz sein Verhalten austariert“, sagt
Schille. „Diese Balance erklärt auch, warum das Toxin evolutionär erhalten
geblieben ist: Es ermöglicht dem Pilz, dauerhaft in der Mundschleimhaut zu
leben, macht ihn aber zugleich als potenziellen Krankheitserreger
gefährlich.“
Die Studie zeigt, dass Candidalysin ein wichtiger Faktor für die
Besiedelung bestimmter Körperregionen durch 𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢-Hefen sein kann. Für
die Medizin ergeben sich aus den Ergebnissen bislang nur vorsichtige
Perspektiven. „Für einen oralen Befall mit Candida können wir derzeit noch
keine therapeutischen Anwendungen ableiten“, so Hube. „Bei vaginalen
Infektionen hingegen konnten wir in früheren Studien bereits zeigen, dass
sich das Toxin neutralisieren lässt. Damit können Gewebeschäden
durch𝘊𝘢𝘯𝘥𝘪𝘥𝘢 𝘢𝘭𝘣𝘪𝘤𝘢𝘯𝘴, die typisch für vaginale Pilzinfektionen sind,
deutlich reduziert werden.“
Das Projekt wurde von Forschenden in Zürich initiiert und koordiniert,
unter maßgeblicher Beteiligung des Leibniz-HKI in Jena sowie des Institut
Pasteur in Paris. Gefördert wurde die Studie unter anderem durch die
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Exzellenzclusters
‚Balance of the Microverse‘ an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und
des Sonderforschungsbereichs/Trans
