von: Eder Herbert 3. März 2023

Wobei handelt es sich bei dem Bartonella birtlesii-Erreger?

Bei Bartonella birtlesii handelt es sich um ein fakultatives intrazelluläres Bakterium. Konkrete bedeutet das, dass die intrazellulären Bakterien in ihre Zielzellen eindringen und sich im Zytoplasma vermehren können. Der Bartonella birtlesii-Erreger wurde zum ersten Mal aus Waldmäusen der Gattung Apodemus in Frankreich und im Vereinigten Königreich isoliert. Durch experimentelle Versuche ließen sich auch Labormäuse mit dem Erreger infizieren und bildeten daraufhin eine etwa 5 bis 10 Wochen anhaltende Bakteriämie. Unter einer Bakteriämie versteht man das Vorhandensein von Bakterien im Blutkreislauf.

Wie andere Bartonella-Arten auch, nutzt der Bartonella birtelesii-Erreger eine Parasitismusstrategie, bei der durch die Übertragung von Arthropoden rote Blutkörperchen infiltriert werden. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Flöhe und Zecken als Vektoren des Bartonella Birtlesii-Erregers fungieren.

Wie lässt sich der Bartonella birtlesii-Erreger charakterisieren?

Der Bartonella birtlesii-Erreger gehört der Gattung Bartonella an und ist somit ein gramnegatives Bakterium. Bei dem Bakterium handelt es sich um einen Parasiten, der innerhalb der Wirtzelle (intrazellulär) lebt. Beim Bartonella birtlesii-Erreger ist diese Wirtszelle meist die roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Der Überträger (Vektor) des Bartonella birtlesii-Erregers sind Flöhe und Zecken.

Aus biochemischer Sicht kann es als Oxidase- und Katalase-Bakterium beschrieben werden. Bei der Oxidase handelt es sich hierbei um ein Enzym, das Oxidations-Reduktions-Reaktionen katalysiert. Hierzu gehören vor allem solche Reaktionen, bei denen Disauerstoff (O 2) als Elektronenakzeptor beteiligt ist. Auch Katalese ist ein Enzym, das weit verbreitet ist und in fast allen lebenden Organismen vorkommt, welche Sauerstoff ausgesetzt sind. Das Katalase-Bakterium katalysiert dabei die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser und ist wichtig zum Schutz vor oxidativen Schäden, welche beispielsweise durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) entstehen können. Der Bartonella birtlesii-Erreger konnte aus Apodemus isoliert werden. Als Apodemus wird dabei eine Gattung der Muridae bezeichnet. Hierbei handelt es sich um echte Mäuse und Ratten.

Wie gefährlich ist der Bartonella birtlesii-Erreger für den Menschen?

Die Pathogenität des Bartonella birtlesii-Erregers, d.h. seine Fähigkeit krankhafte Veränderungen beim Menschen hervorzurufen, ist noch weitgehend unbekannt. Für die Zentrale Kommission für die Biologische Sicherheit (ZKBS) ist die Bartonella birtelsii als Spender- und Empfängerorganismus für die gentechnische Arbeit der Risikogruppe 2 zuzuordnen. Diese Einstufungsempfehlung beruht darauf, dass das Bakterium über ein geringes pathogenes Potential verfügt und sein Wirtsbereich, nach derzeitigem Stand, sehr beschränkt ist. Risikogruppe 2 besagt dabei, dass es sich um eine meldepflichtige Krankheit gemäß Paragraf 6 des Infektionsschutzgesetzes handelt.

Studien des Bartonella birtlesii-Erregers an Mäusen

Das Bakterium Bartonella birtelesii wird vor allem dazu genutzt, langfristige Bakteriämie, Erythrozyten Adhäsion sowie -invasionen bei Mäusen zu untersuchen. Hierbei steht vor allem im Vordergrund, wie sich der Maus-adaptierte Bartonella birtlesii-Erreger auf die Lebensfähigkeit der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) von Balb/C-Maus auswirkt. Bei der Studie ging man folgendermaßen vor:

Bakterienstämme und deren Wachstumsbedingungen: 5 Tage lang wurde Bartonella birtlesii-Erreger bei 35 ° C auf Blut-Agar gezüchtet. Bei Blut-Agar handelt es sich um einen Nährboden für Mikroorganismen, von dem in dem hier durchgeführten Experiment 5 Prozent aus defibriniertem Schafblut (CBA) stammten.
Tierhaltung: Die Labore von Charles River in Lyon/Frankreich brachten die Balb/C-Mäuse in zwei Mäuse-Käfigen unter. Vor Versuchsbeginn zeigten allen Tiere keinerlei Krankheitsanzeichen und durften sich vor der Blutentnahme mindestens 5 Tage zuvor an die Einrichtung sowie die Ernährung unter der späteren Experimentenaufsicht gewöhnen.
In-vitro-Inkubation der Bartonella birtlesii-Erreger mit Blutkörperchen (Erythrozyten) der Nagetiere: Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) aus dem peripheren Mäuseblut wurden isoliert. Durch das Verfahren der Ficoll-Gradientenzentrifugation fand anschließend eine Reinigung statt und eine 5 Tage-Kultivation auf CBA-Platten.
Auswertung der Erythrozytenlyse: Nach 3 Tagen Inkubationszeit konnten 100 Mikroliter Erythrozyten und Bartonella birtlesii-Erreger unter dem Mikroskop festgestellt werden.

Was waren die Studieneregbnisse des Bartonella birtlesii-Erregers an Mäusen?

Hinsichtlich der Wirkung von Bartonella birtlesii-Erregern auf die Lebensfähigkeit der roten Blutkörperchen brachte die Studie zutage, dass sich das Bakterium nach dem Maßstab moi von 0,01, 0,1 und 1 nicht auf die Zelllebensfähigkeit auswirkte. Selbst nach 3 Tagen Inkubationszeit und dem Maßstab moi 10 waren noch 2 Prozent der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) intakt. Im Vergleich zu roten Blutkörperchen, die ohne Bakterien in RPMI vorhanden waren, konnte bei einem vollständigem RPMI-Medium keine signifikante Wirkung auf die Zelllebensfähigkeit der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) festgestellt werden. Nach einer anfänglichen Infizierung mit dem Bartonella birtlesii-Erreger konnte dieser wieder schnell aus dem Blut der Nagetiere entfernt werden.

Wie wirkt sich der Bartonella birtlesii-Erreger auf die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) aus?

Um überhaupt im Wirtstier überleben zu können, muss der Bartonella birtlesii-Erreger die Immunantwort des Wirts überlisten, um dadurch nicht nur sein extrazelluläres Überleben zu ermöglichen, sondern sich auch den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) nähern zu können. Welche bakteriellen Faktoren, für die Überlistung des Immunsystems des Wirtstieres ausschlaggebend sind, und wodurch schließlich erst eine Replikation des Bakteriums möglich gemacht wird, ist den Wissenschaftlern derzeit noch unbekannt. Zur Verhinderung der Ausbreitung einer Bartonella birtlesii-Infektion ist es jedoch für Wissenschaftler wichtig, weiterhin die Mechanismen einer Bartonella-Infektion zu untersuchen. Neben der Frage der Replikation des Erregers im Wirtstier spielen hier auch die Genexpression sowie die Regulation und Signaltransduktionswege der Bartonelaa-Bakterien eine wichtige Rolle zum wissenschaftlichen Verstehen des Bartonella-Erregers. Diese Überlegungen gelten übrigens nicht explizit nur für den Bartonella birtlesii-Erreger, sondern auch für andere Bartonella-Arten.