Borreliose: Biofilmbildende Bakterien wie Borrelia burgdorferi verursachen chronische Infektionen

Hier ein überaus interessanter Film über biofilmbildende Bakterien: http://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM&feature=colike

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Wie Lyme-Borreliose chronisch wird

Von Borrelien ist inzwischen bekannt, dass sie Biofilme bilden – es erscheint daher, rein biologisch betrachtet, recht unsinnig, zu behaupten, Borreliose könne nicht chronifizieren. Wenn Borrelien Biofilme und Persister bilden, dann wäre dies geradezu der Hinweis darauf, dass Borreliose zur chronischen Infektion werden kann. Hier sieht man biofilmbildende Borrelien: http://www.youtube.com/watch?v=BMxOBgxIVsQ
und Dr. Eva Sapi im Interview über biofilmbildende Borrelien: http://www.youtube.com/watch?v=AmvgOf

Biofilmbildende Bakterien wachsen sehr langsam – die meisten Antibiotika zielen allerdings auf (schnell) wachsende Bakterien, nicht auf solche, die sehr lange Reproduktionszeiten haben. Es sind deutlich höhere Antibiotika-Konzentrationen notwendig, um Biofilme wirkungsvoll angreifen zu können, heißt es unter anderem in dem Filmbeitrag. Dabei sprechen wir über das 500- bis 5000-fache dessen, was normalerweise als minimale MiC gilt. Derart konzentriert können Anti-Infektiva nicht angewendet werden.

Die Fähigkeit, Persister zu bilden und genetische Informationen miteinander auszutauschen, macht Bakterien wie Borrelia burgdorferi rasch unempfindlich gegen Antibiotika. Wie in dem Filmbeitrag vorgeschlagen, müsste die Forschung mindestens an zwei Themen ansetzen: Biofilme auf der einen Seite, Antibiotika-Resistenz auf der anderen und das Zusammenspiel dieser beiden Komponenten bei chronischen humanen Infektionen.

Auszug aus Wikipedia: Die Lebensvorgänge der Bakterien im Biofilm unterscheiden sich deutlich von denen im planktonischen Zustand, also in freier Suspension. Die Matrix bietet mechanische Stabilität und erlaubt es den Biofilm-Organismen, langfristige synergistische Wechselwirkungen aufzubauen, Hungerperioden zu überstehen und verhindert das Abschwemmen extrazellulärer Enzyme.

So werden einige Gene durch den Oberflächenkontakt an- und andere abgeschaltet. Durch spezielle Signalmoleküle können sie sich untereinander verständigen und gegenseitig weitere Gene an- und abschalten. Ihr genetisches Repertoire erweitern sie durch horizontalen Gentransfer, indem sie mit Nachbarzellen Gene austauschen. Dadurch ist eine flexible, leistungsfähige und universelle Lebensform entstanden, die sich ansatzweise mit multizellulären Organismen vergleichen lässt.

Der Biofilm bietet dem einzelnen Mikrolebewesen darin einen ausgezeichneten Schutz und ermöglicht ihm, sich auf veränderte Umweltbedingungen einzustellen: So steigt die Toleranz gegenüber extremen pH- und Temperatur-Schwankungen, Schadstoffen (z. B. Bakterizide), aber auch UV- und Röntgenstrahlung sowie Nahrungsmangel. Mögliche Ursachen dieser Hemmung sind:

- Die Schadstoffe können nicht in die  Biofilme eindringen
- Ungünstige Bedingungen für den Wirkstoff im Biofilm
- Hohe Diversität

Einzelne bakterielle Zellen oder Gruppen an verschiedenen Stellen des Biofilms (mit anderen Worten „näher“ oder „weiter entfernt“ von Nährstoffen, Sauerstoff (aerobe und anaerobe Bereiche), Antibiotika oder Reaktionen des Immunsystems) verhalten sich unterschiedlich. Selbst bei großflächigem Bakteriensterben überleben häufig vereinzelte so genannte „Persister“, die aufgrund der vorhandenen Nährstoffe nahezu ideale Bedingungen für eine erneute Vermehrung haben.Siehe auch: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11257008?dopt=Abstract

Langsamere Wachstumsraten der Bakterien im Biofilm. Die Bakterien zeigen teilweise einen reduzierten Stoffwechsel bis hin zu Ruhestadien (VBNC – „viable but not culturable“/ Ulrich Szewzyk und Regine Szewzyk: Biofilme − die etwas andere Lebensweise. In: BIOspektrum. Jg. 9, 2003, ISSN 0947-0867) und nehmen deshalb so gut wie keine antibiotischen Gifte auf, sie schützen sich im Wesentlichen selbst durch Untätigkeit.

Obwohl Biofilme in der Natur allgegenwärtig sind, wird ihre klinische Bedeutung in der Medizin häufig unterschätzt. Dies gilt insbesondere für Infektionen, denn in mehr als 60 % aller bakteriellen Infektionskrankheiten schützen sich die Erreger durch die Bildung von Biofilmen vor dem Immunsystem. Siehe auch:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0966842X04002641

Da ein großer Teil des anfänglichen mikrobiologischen Instrumentariums im Zuge großer Seuchen entwickelt wurde, geschah dies mit Schwerpunkt auf den frei schwebenden (planktonischen), sich schnell teilenden Bakterien akuter Infektionen (siehe Henle-Koch-Postulate). Die hier geforderte Isolation und Reinkultur im Labor führt allerdings zu beträchtlichem Genverlust der Bakterien unter herkömmlichen Laborbedingungen und schließlich zum Verlust der Fähigkeit zur Biofilmbildung. Deswegen und aufgrund der oben erwähnten Ruhephasen entziehen sich Biofilme in der Akkumulationsphase häufig neben dem Nachweis durch konventionelle Verfahren der Bakterienkultur auch der eingehenderen Untersuchung. Siehe hierzu auch: http://www.ias.ac.in/currsci/nov252005/1650.pdf

Moderne Techniken zur Visualisierung wie konfokale Mikroskopie und Gensonden zur Lokalisierung und Identifizierung von Biofilm-Organismen mittels Fluoreszenzmikroskopie haben zu einem besseren Verständnis der Biofilme beigetragen.

Im Zuge der Biofilmreifung kommt es in der Existenzphase, koordiniert durch das Quorum sensing, zum Ablösen größerer Bakterienansammlungen. Dadurch entsteht eine Quelle für Keime, die zu chronischen und wiederkehrenden Infektionen von Patienten (Bakteriämie) und unter Umständen bis hin zur häufig tödlichen Sepsis führen. Dies gilt insbesondere für Patienten mit geschwächtem Immunsystem.

Noch Fragen, warum Borreliose chronisch werden kann? Vielleicht sollte jemand mal den notorischen Anhängern eines “Es-gibt-keine-chronische-Borreliose”-Mantras erklären, was Biofilme sind?

 

 

 

Ein Kommentar zu Borreliose: Biofilmbildende Bakterien wie Borrelia burgdorferi verursachen chronische Infektionen

  1. Fritz wiesler meint:

    Und was weiter,,, woher die Kraft nehmen um es den Menschen mitzuteilen,,,eine Weiterleitung mit dem Hinweis zum Handeln an den Verantwortung tragenden Personenkreis unserer Gesellschaft wäre der nächste SCHRITT!!! Bitte tun Sie das,Lg.Fritz WWiesler Wien

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