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Prof. Sébastien Gagneux

 

Original Publikation

Mycobacterium tuberculosis lineage 4 comprises globally distributed and geographically restricted sublineages. David Stucki, Daniela Brites, Leïla Jeljeli, Mireia Coscolla, Qingyun Liu, Andrej Trauner, Lukas Fenner, Liliana Rutaihwa, Sonia Borrell, Tao Luo, Qian Gao, Midori Kato-Maeda, Marie Ballif, Matthias Egger, Rita Macedo, Helmi Mardassi, Milagros Moreno, Griselda Tudo Vilanova, Janet Fyfe, Maria Globan, Jackson Thomas, Frances Jamieson, Jennifer L Guthrie, Adwoa Asante-Poku, Dorothy Yeboah-Manu, Eddie Wampande, Willy Ssengooba, Moses Joloba, W Henry Boom, Indira Basu, James Bower, Margarida Saraiva, Sidra E G Vasconcellos, Philip Suffys, Anastasia Koch, Robert Wilkinson, Linda Gail-Bekker, Bijaya Malla, Serej D Ley, Hans-Peter Beck, Bouke C de Jong, Kadri Toit, Elisabeth Sanchez-Padilla, Maryline Bonnet, Ana Gil-Brusola, Matthias Frank, Veronique N Penlap Beng, Kathleen Eisenach, Issam Alani, Perpetual Wangui Ndung’u, Gunturu Revathi, Florian Gehre, Suriya Akter, Francine Ntoumi, Lynsey Stewart-Isherwood, Nyanda E Ntinginya, Andrea Rachow, Michael Hoelscher, Daniela Maria Cirillo, Girts Skenders, Sven Hoffner, Daiva Bakonyte, Petras Stakenas, Roland Diel, Valeriu Crudu, Olga Moldovan, Sahal Al-Hajoj, Larissa Otero, Francesca Barletta, E Jane Carter, Lameck Diero, Philip Supply, Iñaki Comas, Stefan Niemann & Sebastien Gagneux

Nature Genetics, published online 31 10 2016;doi:10.1038/ng.3704

Tuberkulose-Erreger suchen sich ihre ökologische Nische

 

Forschende am Schweizerischen Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) und der Universität Basel haben von mehreren tausend Tuberkulose-Patienten aus über hundert Ländern Tuberkulose-Erreger isoliert und genetisch untersucht. Die genetische Analyse zeigt: Tuberkulose-Erreger können sich spezifisch in ihre ökologische Nische einpassen. Generalisten verbreiten sich weltweit, Spezialisten finden sich nur in gewissen Weltregionen. Diese Erkenntnis, heute publiziert in der renommierten Zeitschrift Nature Genetics, könnte die Entwicklung künftiger Impfstoffe weiter erschweren.

Global Distribution of Lineage 4

Tuberkulose (TB) ist ein gefürchteter Begleiter des Menschen seit seiner Frühgeschichte. Weltweit existieren unterschiedliche TB-Bakterien-Stämme mit unterschiedlicher regionaler Ausbreitung. Nur die so genannte Linie 4 ist weltweit auf allen Kontinenten vorhanden. Sie ist für die Mehrzahl der 10 Millionen Neuansteckungen und 2 Millionen Toten jährlich verantwortlich.

 

Unter Leitung von Sébastien Gagneux am Swiss TPH hat ein Team von 75 Wissenschaftlern an 56 Institutionen das Erbgut von TB-Erregern aus mehreren tausend Patientinnen und Patienten analysiert. Dabei zeigte sich überraschenderweise, dass sich Linie 4 genetisch nochmals in mehrere Unterlinienen einteilen lässt. Gewisse dieser Linien sind weltweit vorhanden, andere kommen nur regional vor. Gemäss der Studie in der Zeitschrift Nature Genetics lassen sich Tuberkulose Bakterien damit unterteilen in Generalisten mit weltweiter Verbreitung und Spezialisten, die eine lokal begrenzte ökologische Nische gefunden haben. Ökologen unterscheiden insbesondere bei Pflanzen zwischen Generalisten und Spezialisten. Für pathogene Keime, die ausschliesslich von Mensch-zu-Mensch übertragen werden, ist diese Unterteilung neu.

 

Generalisten sind immunologisch vielfältiger als Spezialisten

TB-Keime haben eine einzigartige Eigenschaft: Sie variieren ihre Antigene kaum und werden dadurch vom menschlichen Immunsystem effizient erkannt. In der Folge kommt es zu einer heftigen Immunreaktion. Dabei werden insbesondere die Lungen befallen, was über Husten die weitere Verbreitung der TB-Keime begünstigt. Dank dieser Strategie können sich TB-Keime effizient von Mensch-zu-Mensch übertragen.

 

Das Team von Sébastien Gagneux zeigt in ihrer neuesten Arbeit, dass ‚Generalisten’-Stämme noch eine zusätzliche Strategie verfolgen. Sie weisen im Vergleich zu den Spezialisten eine leicht erhöhte Diversität ihrer Antigene auf. Generalisten sind damit in der Lage sehr viel spezifischer auf das Immunsystem in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen zu reagieren. „Generalisten haben ihre molekulare Strategie angepasst “, sagt Sébastien Gagneux. „Damit können sie sich sehr viel globaler durchsetzen und ausbreiten.“

 

Konsequenzen für Impfstoffentwicklung

Diese neue Erkenntnis hat Konsequenzen für die Entwicklung eines universell anwendbaren Tuberkulose-Impfstoffs. Denn je ausgeklügter TB-Bakterien ihre Antigene anpassen können, desto schwieriger ist die Entwicklung einer Impfung, die in allen Bevölkerungsgruppen gleich wirksam ist . Eine längst benötigte TB-Impfung könnte sich damit weiter verzögern.