31.01.2007 · Biofilme können Katheter und medizinisches Gerät überziehen und so gefährliche Infektionen hervorrufen. Forscher haben nun beobachtet, wie sich die Bakterien an die Umwelt anpassen.
© Nature / Susse Kirkelund Hansen
Besondere Filmemacher: Biofilme
Unter den Bakterien gibt es viele Filmemacher. Das, was dabei herauskommt, die sogenannten Biofilme, wird allerdings nicht immer gern gesehen. In der Biotechnologie etwa greift man zwar oft auf diese Produkte zurück, aber insbesondere in der Medizin ist man alles andere als begeistert. Biofilme haben nämlich nichts mit den Zelluloidstreifen zu tun, die in unsere Kinos kommen. Vielmehr handelt es sich um Aggregate aus Bakterienzellen, eingebettet in eine schleimige Matrix.
Sie können Katheter, Schläuche und anderes medizinisches Gerät überziehen und bei den Patienten gefährliche Infektionen hervorrufen. Der Schleim sorgt nicht nur für gute Haftung, sondern erschwert auch das Eindringen von Desinfektionsmitteln. Eine dänisch-neuseeländische Forschergruppe hat nun beobachtet, wie sich solche Mikrobengemeinschaften im Laufe der Zeit festigen und dadurch bestmöglich an die Umwelt adaptieren („Nature“, Bd. 445, S. 533).
Produktiv und stabil
Natürliche Biofilme bestehen mitunter aus Hunderten von Bakterienarten mit einem breiten Spektrum von Stoffwechselleistungen. Ein solches Ökosystem ist in seiner Komplexität einem Regenwald vergleichbar und entsprechend schwer zu ergründen. Die Forscher um Susse Kirkelund Hansen von der Technischen Universität von Dänemark in Lyngby und Paul Rainey von der University of Auckland haben sich daher auf ein Modellsystem aus nur zwei Bakterienarten beschränkt.
Der eine Filmpartner, eine Acinetobacter-Art, kann schon prächtig gedeihen, wenn man ihm Benzylalkohol als einzige Kohlenstoffquelle zur Verfügung stellt. Für Pseudomas putida, den anderen Beteiligten, ist diese Nahrung nicht nutzbar, wohl aber das Abbauprodukt Benzoat, das Acinetobacter ausscheidet. Bringt man beide Bakterien in einer Art Biofilm zusammen, bleiben sie anfangs auf gewisse Distanz.
Die roten Kolonien von Acinetobacter lassen sich klar von den grünen Pseudomonas-Zellen unterscheiden (unser linkes Bild). Mit der Zeit gewinnt aber eine kontaktfreudige Pseudomonas-Variante die Oberhand und umhüllt die Kolonien des Partners (unser rechtes Bild). Die Folge ist ein überaus produktiver und stabiler Biofilm, der auch bei geringem Nahrungsangebot existieren kann.
