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Winzige Details in drei Dimensionen

12.02.2009
18/2009   Erste Aufnahme mit Kryo-Elektronen-Tomographie vom Erreger der Borreliose / Neue Merkmale verschiedener Erregertypen identifiziert

Sie werden durch Zecken übertragen und können akute und chronische Beschwerden in Gelenken, Muskeln und im Nervensystem verursachen: die Erreger der Lyme-Borreliose, an der in Deutschland rund 80.000 Menschen pro Jahr erkranken. Heidelberger Wissenschaftlern ist es nun gelungen, ihre Struktur genauer zu entschlüsseln. Mit dem Kryotomographie-Mikroskop können bislang unbekannte Strukturen des schraubenförmigen Bakteriums detailliert und dreidimensional dargestellt werden. Ein Befund: Dass Borrelien-Typen in Nordamerika eher die Gelenke und in Europa auch Haut und Nervensystem befallen, scheint unter anderem an der Ausprägung ihres Fortbewegungsapparats zu liegen.

 

Die Arbeitsgruppe um Professor Reinhard Wallich, Institut für Immunologie, und Dr. Friedrich Frischknecht, Abteilung Parasitologie des Hygiene-Institutes am Universitätsklinikum Heidelberg, hat in Kooperation mit Kollegen aus München und Freiburg ihre Ergebnisse in „Molecular Microbiology“ publiziert.  Die Forscher erhoffen u.a. neue Erkenntnisse über die vielfältigen klinischen Erscheinungsbilder der Erkrankung zu erlangen.

 

Schockfrostung erhält den ursprünglichen Zustand / Auflösung bis zu 5 Nanometer

 

Bei der Kryo-Elektronen-Tomographie wird der Organismus schockgefrostet, sein ursprünglicher Zustand bleibt erhalten. Eine chemische Vorbehandlung, die oft mit einer Veränderung von Strukturen und Eigenschaften einhergeht, ist nicht mehr notwendig. Die Auflösung von fünf bis sieben nm erlaubt die Darstellung winzigster Strukturen. „Die neue Technik bedeutet einen Quantensprung für die Forschung, vergleichbar dem Schritt vom einfachen Röntgenbild zur dreidimensionalen Computertomographie in der Klinik“, erklärt Dr. Frischknecht.

 

Die Erreger haben vielfältige Strategien entwickelt,  sich der Immunantwort des Menschen zu entziehen. Borrelien gehören, wie die Erreger der Syphilis, zur Bakterienart Spirochäten. Die schraubenförmigen, sich aktiv bewegenden Bakterien zeichnen sich durch einen flexiblen, biegsamen Körper aus, den sie mit Hilfe komplexer Bewegungsorgane, der Flagellenfäden fortbewegen. Ein Zusammenhang zwischen der Beweglichkeit und der Infektiosität des Erregers wird schon länger vermutet.

 

Die Heidelberger Wissenschaftler haben nun erstmals die Besonderheiten der drei human-pathogenen Erregerspezies der Lyme Borreliose verglichen, die in Europa vorkommen und unterschiedliche Krankheitssymptome hervorrufen. Während in Nordamerika die Gelenkentzündung überwiegt, sind in Europa auch Haut oder Nervensystem betroffen. Mit Hilfe der Kryotomographie-Mikroskopie ist es nun gelungen nachzuweisen, dass die drei Erregertypen über eine unterschiedliche Anzahl von Flagellen verfügen. Außerdem konnten erstmals Strukturen nachgewiesen werden, die eine wichtige Rolle bei der Vermehrung des Bakteriums spielen könnten.

 

[Bild in Druckauflösung]

Dreidimensionales Kryo-Elektronen-Tomogramm von Borrelien

Foto: Universitätsklinikum Heidelberg

 

Literatur:

Comparative cryo-electron tomography of pathogenic Lyme disease spirochetes 

Mikhail Kudryashev, Marek Cyrklaff, Wolfgang Baumeister, Markus M. Simon, Reinhard Wallich, Friedrich Frischknecht

Published Online: Feb 4 2009 7:27AM

DOI: 10.1111/j.1365-2958.2009.06613.x

 

Weitere Informationen im Internet:

http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Immunologie.106593.0.html

 

Ansprechpartner:

Dr. Friedrich Frischknecht

Universitätsklinikum Heidelberg

Hygiene Institut

Abteilung Parasitologie

Im Neuenheimer Feld 324

69120 Heidelberg

Tel.: 06221 / 566537

E-Mail: freddy.frischknecht(at)med.uni-heidelberg.de

 

Prof. Dr. Reinhard Wallich

Universitätsklinikum Heidelberg

Institut für Infektionsimmunulogie

Im Neuenheimer Feld 305

69120 Heidelberg

Tel.: 06221 / 564090

E-Mail: reinhard.wallich(at)med.uni-heidelberg.de

 

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Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 7.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit 1.600 Betten werden jährlich rund 500.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.100 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. (Stand 12/2008)

 

http://www.klinikum.uni-heidelberg.de

 

 

Bei Rückfragen von Journalisten:

Dr. Annette Tuffs

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit des Universitätsklinikums Heidelberg

und der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 672

69120 Heidelberg

Tel.: 06221 / 56 45 36

Fax:  06221 / 56 45 44

E-Mail: annette.tuffs(at)med.uni-heidelberg.de

 

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