EXIT-Strategien
Die Wege des Wirtszellaustritts
Viele einzellige Krankheitserreger durchlaufen eine Lebenszyklusphase, in der sie innerhalb von Wirtszellen persistieren oder sich vermehren. Während der intrazelluläre Lebensstil diesen Mikroben Schutz bietet, müssen sie schließlich die Wirtszelle verlassen, um ihren Lebenszyklus fortsetzen und sich verbreiten zu können. Daher ist der Austritt der Mikroben aus der Wirtszelle eng mit der mikrobiellen Pathogenese verbunden und entscheidend für die Ausbreitung der Krankheit.
Ursprünglich als passiver Prozess betrachtet, wird der Austritt aus der Wirtszelle heutzutage als ein orchestriertes und zeitlich definiertes Programm betrachtet, das sich während der Koevolution von Wirt und Erreger entwickelt hat und auf das dynamische Zusammenspiel von Wirt und mikrobiellen Faktoren angewiesen ist. Obwohl der Austritt aus der Wirtszelle ein wesentlicher Schritt des Infektionsprozesses ist, bleiben die beteiligten Mechanismen und Effektormoleküle bis heute weitgehend ungelöst.
Es wurden drei verschiedene Wege des mikrobiellen Austritts aus der Wirtszelle postuliert, die sich anscheinend konvergent zwischen den ansonsten sehr unterschiedlichen Gruppen von Bakterien, Hefen und Protozoen entwickelt haben. Zu diesen Pfaden gehören
- die Einleitung des programmierten Zelltods
- die aktive lytische Zerstörung der Wirtszelle
- der membranabhängige Austritt ohne Wirtszelllyse
Es gibt zunehmende Hinweise darüber, dass die Mehrheit der intrazellulären Krankheitserreger mehr als einen dieser Wege nutzen, um die Wirtszelle zu verlassen; dies scheint abhängig vom Lebenszyklusstadium, von Umweltfaktoren und beziehungsweise oder vom Wirtszelltyp zu sein. Die am Austrittsprozess beteiligten Moleküle sind für das mikrobielle Überleben und die Ausbreitung unerlässlich und stellen somit wichtige antimikrobielle Ziele dar.
Der Wirtszellaustritt: die Achillesferse des intrazellulären Lebens?
Die derzeit verfügbaren Daten zum Wirtszellaustritt intrazellulärer Pathogene deuten darauf hin, dass der Wirtszellaustritt einen grundlegenden Schritt während des Infektionsprozesses darstellt, der, geformt durch den evolutionären Druck, für die Ausbreitung der Krankheitserreger entscheidend ist und daher die Achillesferse der mikrobiellen Pathogenese darstellt.
Eine begrenzte Anzahl von Austrittspfaden scheint von einer Vielzahl von phylogenetisch unterschiedlichen Mikroben geteilt zu werden, wobei in den verschiedenen Erregern ähnliche Proteineklassen sind, zum Beispiel Proteasen, porenbildende Proteine und Phospholipasen. Dies deutet stark auf eine konvergente Entwicklung der Exit-Maschinerie hin und erhöht die Aussicht, am Wirtszellaustritt beteiligte Moleküle als Zielstrukturen für Interventionen charakterisieren zu können.
Obwohl die Blockierung des Wirtszellaustritts möglicherweise nicht vor einer Primärinfektion schützt, gewährleistet der Inhaftierung des Pathogens in seiner Wirtszelle eine sofortige Kontrolle der mikrobiellen Ausbreitung im Gewebe und einen geschwächten Krankheitsverlauf, während gleichzeitig die Stimulation einer schützenden adaptiven Immunantwort ermöglicht wird, die therapeutische und prophylaktische Vorteile bietet.