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Mitochondrien – Tod im „friendly fire“ bei der Jagd auf Borrelien


Um zu überleben, befinden sich Eindringlinge und Verteidiger in einem ständigen Wettrüsten. Bakterien haben im Laufe der Evolution viele fiese Tricks entwickelt, um nach einer Infektion in unserem Körper zu überleben. Gleichzeitig entwickelt unser Körper ständig neue Abwehrwaffen, um die Eindringlinge zu erkennen und zu vernichten.

Borrelien und Rickettsien sind Bakterien, die in Zecken vorkommen können, und das sogar gemeinsam (Hudman and Sargentini, 2016). Ein gemeinsames Verbreitungsgebiet in Deutschland ist die Gegend entlang des Oberrheins in Süddeutschland. Nach einem Zeckenbiss können sie an der Einstichstelle in unsere Blutbahn gelangen, sich im Körper verteilen und in unsere Körperzellen eindringen. Innerhalb unserer Körperzellen sind sie dann vor unserem Immunsystem versteckt. Auf dem Weg über die Blutbahn zu den Zellen können sie von unserem Immunsystem erkannt und vernichtet werden, was aber bei einer ersten Infektion oft nicht klappt, da der Körper die Eindringlinge beim ersten Mal nicht immer als fremd erkennt und verschont. Wenn Bakterien in eine Körperzelle eindringen, müssen sie die nächste Hürde nehmen: Sie müssen verhindern, dass sie durch Enzyme innerhalb der Zellen zerstört und aufgelöst werden. Im Fall der Borrelien und Rickettsien bemerken die Körperzellen nicht, dass sie befallen sind und versorgen diese Eindringlinge wie Kuckuckseier, die ihnen untergeschoben wurden.

Wie schaffen das diese Parasiten? Hier hilft ein Blick auf die Mitochondrien und deren Entstehungsgeschichte. Mitochondrien haben sich in grauer Vorzeit wahrscheinlich aus Vorläufern der Rickettsien entwickelt. Ein solcher Vorläufer wird wahrscheinlich eine Symbiose mit einem ursprünglichen Einzeller eingegangen sein. Damit sie in der ersten Phase von dem Einzeller, in den sie eingedrungen waren, nicht aufgelöst wurden, müssen sie komplizierte Abwehrmechanismen entwickelt haben. Solche Abwehrmechanismen besitzen Borrelien und Rickettsien auch heute noch, um sich zu schützen (Ball et al., 2016). Im Fall der Mitochondrien haben beide Partner, Eindringling und Wirtzelle, dann ihren Stoffwechsel vereint. Die vorher eigenständigen Bakterien haben den größten Teil ihres eigenen Erbgutes an ihren Wirt abgegeben und sind heute nicht mehr allein überlebensfähig. Mitochondrien haben aber bis heute noch eine Reihe von bakteriellen Eigenschaften beibehalten.

Bakterien werden am besten mit Antibiotika bekämpft. Antibiotika sind Substanzen, die in der Natur von einer Reihe von Mikroorganismen hergestellt werden, um sich gegen Feinde verteidigen zu können. Ein gutes Beispiel ist das Penicillin, das von einem Pilz hergestellt wird, um selektiv Bakterien abzutöten. Dabei sind Antibiotika deshalb selektiv  wirksam, weil sie gezielt Stoffwechselwege beeinflussen, die nur Bakterien, aber nicht höhere Zellen besitzen. Antibiotika wirken, wenn sie in direkten Kontakt mit Bakterien kommen. Solange sich Borrelien und Rickettsien jedoch innerhalb von unseren Körperzellen verstecken, werden sie von den Antibiotika sehr schlecht erreicht. Die beste Zeit, um Borrelien und Rickettsien abzutöten, ist daher die Phase kurz nach der Infektion bis zum Zeitpunkt der Einnistung innerhalb der Körperzellen. Hin und wieder werden die Borrelien und Rickettsien  aktiviert und verlassen die Wirtszellen (es entsteht ein Krankheitsschub). Um sich das Verlassen der Körperzellen erlauben zu können, haben diese Bakterien die Fähigkeit entwickelt, ihre Oberfläche zu verändern und befinden sich dann unter einem Tarnumhang, da sie nach dieser Veränderung nicht mehr von unserem Immunsystem erkannt werden. Diese veränderten Bakterien können wieder in neue Körperzellen eindringen und das Spiel beginnt von vorne. Sobald die Bakterien die Körperzellen verlassen haben, sind sie jedoch wieder den Antibiotika zugänglich, aber es können nur die Bakterien erwischt werden, die sich frei im Blut befinden, jedoch nicht diejenigen, die sich noch im Inneren von Zellen aufhalten. Um die veränderten Bakterien bei dieser chronischen Erkrankung wieder erkennen zu können, braucht man ein sehr wachsames und flexibles Immunsystem, dass sich permanent anpasst.

Dummerweise wirken Antibiotika jedoch nicht ganz so selektiv, wie man es sich wünscht. Da Mitochondrien und Bakterien eine gemeinsame Vergangenheit haben, haben sich Mitochondrien auch eine Empfindlichkeit gegen verschiedene Antibiotika bewahrt. Verschiedene Antibiotika gelangen tatsächlich auch in das Innere von Körperzellen. Dort schädigen sie unsere Körperzellen nicht direkt, können aber nicht nur die versteckten Bakterien erreichen, sondern auch die Mitochondrien angreifen, und schädigen die Körperzellen dadurch indirekt (Kroon et al., 1983; Kalghatgi et al., 2013; Singh et al., 2014).

Auch eine Chemotherapie im Rahmen einer Krebstherapie tötet neben den Krebszellen auch gesunde Zellen, wie Haarwurzeln und Schleimhäute - und leider auch Immunzellen. Langfristig wird ein Tumorpatient nur überleben, wenn sein eigenes Immunsystem die Vorherrschaft erlangt (Immune Surveillance). Daher ist es wichtig, nach einer Chemotherapie das Immunsystem wieder aufzubauen (Pennock and Chow, 2016). Eine ähnliche Situation haben wir bei intrazellulären Bakterien. Langfristig kann nur das körpereigene Immunsystem die eingenisteten Bakterien bekämpfen. Dazu sind jedoch gesunde Zellen notwendig. Deshalb ist es wichtig, dass die Antibiotika-Behandlung (die das Mittel der ersten Wahl ist) einer Bakterieninfektion direkt nach dem Zeckenbiss, wenn die Wanderröte beginnt, von einem auf Mitochondriopathien spezialisierten Therapeuten begleitet wird, damit die geschädigten Mitochondrien wieder regeneriert werden und die mitgeschädigten Köperzellen wieder gesunden können. Nur so behalten wir langfristig beim Wettrüsten die Oberhand.

Autor: Jens
Bildquelle: © Wire_man – Fotolia.com

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