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Veröffentlicht: 19.06.2013, 15:00 Uhr

Pandemie-Forschung Gut erhaltene Lepra-Erreger

Forscher analysierten DNA des Lepra-Erregers, die sie aus Opfern der Krankheit isolierten, die vor Jahrhunderten starben. Das Ergebnis erklärt, warum Lepra-Infektionen Ende des 16. Jahrhunderts zurückgingen.

von Hildegard Kaulen
© dpa Lepra-Dorf in Luduo, China

Es könnte sehr gut sein, dass wir es bald wieder mit neuen und alten Seuchen zu tun haben werden. Wissenschaftler versuchen deshalb zu verstehen, wie Pandemien entstehen. Hinweise liefert neben der Infektionsforschung auch die Paläogenetik. Diese vergleichsweise junge Disziplin fahndet in historischen Gräbern nach jahrhundertealten Überresten früherer Seuchen und bemüht sich, die Gründe für deren Ausbreitung und Ende aus den spärlich vorhandenen Resten alter Krankheitserreger herauszulesen. Jüngstes Beispiel ist eine Studie von Johannes Krause von der Universität Tübingen und seinen Kollegen zur Lepra im Fachmagazin “Science“ (doi: science.1238286).

Lepra ist eine chronische Erkrankung, die schon in der Bibel erwähnt wird. Im Mittelalter hatte sich der Erreger - es ist Mycobacterium leprae - in ganz Europa ausgebreitet. Bis zum Ende des 16. Jahrhunderts ging die Zahl der Erkrankungen rapide zurück, allerdings konnte die Infektion nie ganz ausgerottet werden. Auch heute erkranken weltweit jährlich 225 000 Menschen an Lepra.

Mittelalterliche Opfer nach Erreger-DNA durchforstet

Weil das Leiden Spuren an den Knochen hinterlässt, können die Opfer auch noch nach Jahrhunderten zweifelsfrei identifiziert werden. Das älteste Skelett mit typischen Merkmalen ist viertausend Jahre alt. Krause und seine Kollegen haben Zähne und Knochen von 22 mittelalterlichen Opfern nach alter Erreger-DNA durchsucht - und sind bei fünf Skeletten fündig geworden. Der zu feinem Mehl zermahlene Zahn eines jungen Mädchens aus Dänemark enthielt sogar so viel DNA, dass eine direkte Sequenzierung ohne umständliche Anreicherung möglich war. Krause und seine Kollegen vermuten, dass die wachsartige Hülle der Mycobakterien das genetische Material vor der Zersetzung geschützt hat. Das könnte bedeuten, dass sich auch in wesentlich älteren Skeletten genügend Material finden lässt.

Der Vergleich von fünf historischen und elf zeitgenössischen Genomen zeigt nun, dass Lepra von Europa nach Amerika gelangt ist. Dort wurde sie auf Gürteltiere übertragen. Diese Tiere sind neben Mäusen und Menschen die einzigen Lebewesen, in denen sich der Erreger vermehren kann. Einer der im Mittelalter in Europa vorherrschenden Genotypen ist heute die dominierende Variante im Mittleren Osten. „Wir können nicht sagen, ob dieser Genotyp vom Mittleren Osten nach Europa gekommen ist oder umgekehrt“, sagt Krause. „Die Wanderungsrichtung zwischen Europa und Amerika ist eindeutig, von der Alten zur Neuen Welt. Zwischen Europa und dem Mittleren Osten sind beide Richtungen möglich.“

Der Erreger hat sich wenig verändert

Der Vergleich der sechzehn Genome zeigt auch, wie wenig sich der Erreger im Laufe der Zeit verändert hat. Seit dem Mittelalter haben die Stämme nur zwanzig Mutationen angesammelt. Zwischen dem letzten gemeinsamen Vorfahren aller Leprabakterien und den heutigen Stämmen liegen etwa achthundert Mutationen und eine Zeitspanne von viertausend Jahren. Weil die Hälfte des Genoms aus nutzlosen Pseudogenen bestehe, seien eigentlich mehr Änderungen zu erwarten gewesen, sagt Stewart Cole von der Universität Lausanne in einem Podcast für „Science“. Cole war ebenfalls an der Untersuchung beteiligt. Eigentlich müssten unnütze Gene verlorengehen, und das Genom müsste schrumpfen, sagt er. Aber vielleicht reichen die viertausend Jahre dafür noch nicht aus. Mycobacterium leprae existiert erst, seitdem die Menschen in größeren Populationen zusammenleben und sich von der Landwirtschaft ernähren.

Krause und seine Kollegen können auch erklären, warum Lepra am Ende des 16. Jahrhunderts fast verschwunden war. Es liegt nicht daran, dass der Erreger seine Virulenz eingebüßt hat. Sonst müsste es mehr genetische Veränderungen zwischen den historischen und zeitgenössischen Genotypen geben. Vermutlich starben die Leprakranken wegen ihrer Erkrankung schneller als andere an Tuberkulose oder Pest. Dadurch gab es auch weniger Gelegenheit zur Ansteckung. Vermutlich sind die Menschen mit der Zeit auch weniger anfällig geworden, weil Epidemien immer auch dazu führen, dass sich schützende Veränderungen im Genom ansammeln und an die Nachkommen weitergegeben werden.

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