Bakterienkommunikation wird schon lange erforscht

Seit den 1990er Jahren erforscht die Mikrobiologin Bonnie Bassler, die mittlerweile an der Princeton Universität lehrt, die faszinierende Sprache der Bakterien. Schon vor ihr hatte sich der Zellbiologe und Professor an der Harvard Universität, Woody Hastings, damit beschäftigt.

Dank Basslers Forschungsarbeit gibt es nun den Forschungszweig der „interzellularen Signalkommunikation“. Mittlerweile ist es wissenschaftlich belegt, dass Bakterien sich unterhalten. Und gar nicht so primitiv wie man annehmen würde!

Bakterien sind überall

Auf unserem Essen, unserer Haut, auf unseren Möbeln, Haustieren, unseren Schwiegermüttern und den Blumen, an denen wir schnuppern. Einfach überall. Natürlich auch in uns, wie in allen Lebewesen.

Wir haben mindestens so viele Bakterienzellen in uns wie wir eigene Körperzellen haben.

Bakterien bestehen aus nur einer einzigen Zelle. Sie sind die ältesten Organismen dieser Erde. Seit Milliarden von Jahren leben sie auf dieser Erde, halten Kälte und Nahrungsmangel lange Zeit aus.

Nährstoffe nehmen sie aus ihrer Umgebung auf. Damit können sie wachsen. Sobald sie groß genug sind, teilen sie sich in zwei Hälften. So vermehren sie sich.

HILFREICHE VS. KRANKMACHENDE BAKTERIEN

Hilfreiche Einzeller schützen unsere Haut vor Umwelteinflüssen, verdauen unsere Nahrung, machen Vitamine für uns und vieles mehr. Dafür bekommen sie kaum Anerkennung von uns.

Über krankmachende Bakterien wie Borrelien (die zu Borreliose führen) oder Salmonellen hingegen wird mehr gesprochen. Diese haben in unserem Körper nichts verloren.

DIE SPRACHE DER BAKTERIEN

Alle Bakterien kommunzieren mittels einer chemischen Sprache miteinander. Dazu sondern sie Moleküle ab.

Die Grundbausteine ihrer Sprache sind bei jeder Bakterienart dieselben. Das bedeutet:

Bakterien sprechen sogar Fremdsprachen!

Zudem bedeuten ihre „Sprachmoleküle“ je nach Kontext unterschiedliche Dinge. So wie bei uns ein Tor ein Fussballtor oder ein großer Eingang bedeuten kann, so haben auch scheinbar gleiche Moleküle je nach Zusammenhang unterschiedliche Bedeutungen.

ZUSAMMENHALT IST ALLES

Das haben Bakterien offensichtlich kapiert. Sie sind keine Einzelgänger, sondern wissen die Macht der Gruppe zu schätzen. Sie sprechen sich ab, bevor sie eine Aktion starten. Anhand der Moleküle, die sie absondern, können sie zählen, wieviele es von ihnen gibt. Sie können unterscheiden zwischen „ich“ und „du“. Wie wir Menschen unterhalten sie sich miteinander, planen ihre Aktivitäten. Bestimmte Aktionen führen sie erst durch, wenn die Gruppe groß genug ist. Dann aber alle gleichzeitig, um die Erfolgschancen zu erhöhen.

QUORUM SENSING

Der Begriff „Quorum“ bezeichnete im Senat im römischen Reich die für eine Abstimmung benötigte kleinste Anzahl von Mitgliedern. „Sensing“ ist englisch für „wahrnehmen“.

Quorum sensing beschreibt also die Tatsache, dass Bakterien, sobald die Gruppe eine bestimmte Anzahl von Familienmitgliedern erreicht, gemeinsame Aktionen vorbereiten und koordinieren, die sie als einzelne Zellen nicht durchführen könnten. Oder zumindest mit wenig Erfolgsaussichten.

Konkreter formuliert aktivieren sie bestimmte Gene erst, sobald eine gewisse Zelldichte (= Anzahl vorhandener Bakterien der eigenen Familie) vorhanden ist.

Beispiele:

– Sie bilden einen Biofilm. Das ist eine Schleimschicht, in der sie sich dann aufhalten.

– Sie beginnen plötzlich alle gleichzeitig zu leuchten. Das Phänomen nennt sich Biolumineszenz. Glühwürmchen leuchten auf diese Weise ebenso wie manche Fische.

Abhörmethoden

Damit Wissenschaftler die Bakterienkommunikation erforschen können, gehen sie folgendermaßen vor:

In Blut oder Spucke werden Elektronen injiziert. Diese interagieren mit den Kommunikationsmolekülen. Das Beobachten dieser Interaktion gibt Aufschluss über die Identität, die Art der Mitteilung und welche Bakterien sich miteinander unterhalten.

BAKTERIENFAMLILIEN KÄMPFEN UM DEN PLATZ AN DER SPITZE

Indem sie bestimmte toxische Substanzen absondern, versuchen sich Bakterienclans verschiedener Familien gegenseitig zu vernichten. Wer den Kampf gewinnt, wird zur dominanten Bakterienfamilie. Diese darf sich am weitesten ausbreiten. Verliererbakterienfamilien müssen sich mengenmäßig unterordnen.

BAKTERIENBEFALL FRÜHER VORHERSAGEN

Die Molekularbiologin Fatima AlZahra’a Alatraktchi setzt sich dafür ein, Bakterien frühzeitig zu erkennen, um Menschenleben zu retten. Sie hat eine Art Übersetzungstool für die Bakteriensprache entwickelt. In einer Versuchsreihe an 66 Patienten konnte sie in jedem einzelnen Fall (!) denselben Bakterienfall früher diagnostizieren als der Arzt mit herkömmlichen Methoden.

Bei dem Experiment starb ein Mädchen mit Immunschwäche, weil davor verabredet wurde, dass die Ergebnisse der Forschung dem Arzt nicht mitgeteilt werden dürfen, und vica verca. Das wurde deshalb vereinbart, um die beteiligten Wissenschaftler und Ärzte vor unbewusster gegenseitiger Beeinflussung zu schützen. Zu dem Zeitpunkt wusste Frau Alatraktchi dadurch nicht, welche Ergebnisse der Arzt hatte, und umgekehrt. Erst nach Beendigung des Versuches wurde klar, dass, hätte man aufgrund der Erkenntnisse aus der Bakterienkommunikation das Mädchen sofort behandelt, sie höchstwahrscheinlich überlebt hätte. Denn:

Je geringer die Zelldichte (= Gesamtanzahl) der Bakterien noch ist, desto leichter können sie abgetötet und ausgeleitet werden.

Der Tod dieses Mädchens nahm die Wissenschaftlerin sehr mit.

Sie gründete daraufhin das Unternehmen PreDiagnose, wo Wissenschaftler und Ärzte ihre Diagnosegeräte erwerben und sich informieren können.

Früherkennung kann Borreliose verhindern

Würde solch ein Test durchgeführt werden, sobald man die Wanderröte bemerkt (sofern sich eine gebildet hat), könnte man schon beim ersten Arztbesuch feststellen, ob es sich tatsächlich um Borrelien handelt. Abhängig vom Ergebnis könnte man sofort mit der Behandlung beginnen (ob nun Antibiotika, Kolloidales Silber, Karden– Knoblauch– oder andere Maßnahmen). Schon wenige Tage später könnte man nochmal testen, um erneut die Anzahl der vorhandenen Borrelien festzustellen.

Die Entstehung einer Borreliose könnte durch Früherkennung des Bakterienbefalls vermieden werden.

Die Möglichkeiten sind vorhanden.

Hört sich doch gut an, nicht wahr? Wie siehst du das? Lass mir gerne einen Kommentar da.