Pathogenen Hefen auf der Spur

Foto: Candida albicans

Der Pilz Candida albicans infiziert
menschliches Gewebe. (Rasterelek-
tronische Aufnahme);© Fraunhofer IGB

Mehr als die Hälfte aller Menschen beherbergen in ihrem Körper Candida albicans. Der Hefepilz ist auf der Haut, Schleimhäuten oder im Darm zu finden – oft ohne Beschwerden zu verursachen. Gefährlich wird der Pilz jedoch Patienten, deren Immunsystem geschwächt. Der Pilz dringt dann in tiefere Gewebeschichten vor und breitet sich über das Blutsystem im gesamten Körper aus. Allein in Deutschland sterben mehrere tausend Menschen im Jahr an systemischen Candida-Infektionen.

Doch warum wird Candida albicans für den Menschen lebensbedrohlich? Welche Gene sind im pathogenen Zustand aktiv? Diese und weitere Fragen untersuchen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart.

Forscher des IGB nutzen die Next-Generation Sequenzierung, um herauszufinden, welche Gene am Ausbruch der Krankheit seitens des Pilzes und des Wirts beteiligt sind. Die Forscher arbeiten dazu unter anderen mit systembiologischen Ansätzen, die zur Aufklärung der wesentlichen Pathogenese-Mechanismen beitragen sollen.

Zunächst isolieren die Forscher die mRNA – das heißt die Kopien aller aktiven Gene. Sie wandeln dann die mRNA in DNA um, um diese zu fragmentieren und zu sequenzieren. Der Trick: Es werden nicht nur einige wenige Fragmente sequenziert, sondern Millionen DNA-Fragmente simultan. Dabei dient ein Einzelstrang der DNA als Matrize. An diesem synthetisiert ein Enzym den zweiten DNA-Strang neu. Um diesen Prozess verfolgen zu können, ist jeder der vier Bausteine mit einem anderen fluorenszienden Farbstoff markiert. Ein Detektor erfasst die Lichtsignale. So lässt sich die Basenabfolge jedes Fragments auslesen.

„Die Methode erlaubt es erstmals, gleichzeitig hochsensitive Transkriptionsprofile von humanpathogenen Pilzen und den infizierten Wirtszellen simultan zu erhalten“, sagt Doktor Kai Sohn vom IGB. Davon erhoffen sich Forscher, entscheidende Rückschlüsse darauf, warum der Pilz gerade für bestimmte Menschen mit einem geschwächten Immunsystem so gefährlich ist.


MEDICA.de; Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft