Quorum Sensing als neuer Therapieansatz

Die Anziehung, welche Ansammlungen von Menschen in uns bewirken, könnte als Bild für ein relativ  neu beschriebenes Phänomen von Bakterien gelten: Quorum Sensing. Auch Bakterien haben einen Mechanismus entwickelt, welcher es ihnen erlaubt, Ansammlungen von Bakterien zu erkennen und darauf zu reagieren. Vor ein paar Jahren hielt man dieses Phänomen der Kommunikation unter Bakterien als ein spezielles Verhalten gewisser Vibrioarten. Heute weiss man, dass die Kommunikation zwischen Bakterien die Regel und nicht die Ausnahme ist. Die Kommunikation zwischen Bakterien reguliert verschiedene Prozesse, u.a. Virulenz, Sporenbildung, Antibiotikaproduktion und auch die Zelldichte. Die Umgebung der Bakterien ändert sich häufig rasch und die Bakterien müssen schnell darauf reagieren können um zu überleben. Deshalb dieses Kommunikationssystem.

Das System funktioniert über die Abgabe und Detektion von löslichen Substanzen. Je mehr Bakterien in der Umgebung sind, desto höher die Konzentration solcher diffundierender Moleküle. Das Signal selbst stimuliert wiederum die Produktion derselben Moleküle. Da nicht alle Bakterien über die gleichen Moleküle kommunizieren, also verschiedene Sprachen sprechen, sind solche Signale auch speziesspezifisch.

Prof. Eberl von der Universität Zürich präsentierte das Quorum Sensing System von Burkholderia cepacia. Die diffusionsfähigen Moleküle sind Pheromone und N-Acyl-L-Homoserinlactone=AHL. Burkholderia verwendet die Signale des Quorum Sensing um die Wirtabwehr zu umgehen. Durch Blockierung des Quorum Sensing lässt sich eine weitere Verdichtung der Bakterien verhindern. Das Quorum Sensing könnte  sich als neuartige Methode zur Therapie eignen. Tatsächlich zeigte Prof. Eberl einige Moleküle, welche das Quorum Sensing blockieren können.

Das Quorum Sensing bei B. cepacia und P. aeruginosa ist für die Formation von Biofilmen verantwortlich und wird über AHL vermittelt. Durch Blockierung von AHL wird das QS blockiert und dadurch Kolonisation und Biofilmformation vermindert. Ein Vorteil für die Bakterien in der Biofilmformation ist es ja, dass diese sich im Biofilm dem antibiotischen Killing entziehen können. Furanone können das Quorum Sensing blockieren und in einem Mausmodell zeigte sich sogar ein Clearing der Lunge, welche mit Pseudomonas besiedelt war.

In der Natur gibt es viele QS-Blocker für Pseudomonas, z.B. Knoblauch (dürfte auch das eingangs erwähnte Quorum Sensing von Menschen in der Pharmaausstellung blockieren), Bohnensprossen, Kamille, Karotten etc. Weitere Informationen zum Quorum findet sich unter www.quorum-sensing.de.