Francisella tularensis

F. tularensis wurde bei wirbellosen Tieren einschließlich Insekten und Zecken, Vögeln, Amphibien, Reptilien, Fischen und Säugetieren einschließlich des Menschen nachgewiesen. Die Infektion des Menschen wird häufig durch Vektoren verursacht, insbesondere durch Zecken, aber auch durch Stechmücken, Hirschfliegen und Bremsen. Eine weitere Quelle ist der direkte Kontakt mit infizierten Tieren oder Tierkörpern. Wichtige Reservoirwirte sind Hasentiere (z. B. Kaninchen), Nagetiere, Vögel und Rehe. Die Infektion über Fomite (Gegenstände) ist ebenfalls von Bedeutung. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch wurde nicht nachgewiesen.

F. tularensis kann wochenlang außerhalb eines Säugetierwirts überleben und wurde in Wasser, Grasland und Heuhaufen gefunden. Aerosole, die das Bakterium enthalten, können durch das Aufwirbeln von Tierkörpern beim Schneiden von Gebüsch oder Rasenmähen entstehen; daher wird die Tularämie auch als „Rasenmäher-Krankheit“ bezeichnet. Epidemiologische Studien haben eine positive Korrelation zwischen Berufen, die mit den oben genannten Tätigkeiten verbunden sind, und einer Infektion mit F. tularensis gezeigt.

Eine Infektion des Menschen mit F. tularensis kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Eintrittspforten sind das Blut und das Atmungssystem. Am häufigsten erfolgt die Infektion über Hautkontakt, was zu einer ulzeroglandulären Form der Krankheit führt. Das Einatmen von Bakterien, insbesondere von Biovar F. t. tularensis, führt zur potenziell tödlichen pneumonischen Tularämie. Während die pulmonale und ulceroglanduläre Form der Tularämie am häufigsten vorkommt, sind auch andere Infektionswege beschrieben worden, darunter die oropharyngeale Infektion durch den Verzehr von kontaminierten Lebensmitteln oder Wasser und die konjunktivale Infektion durch Inokulation am Auge.

LebenszyklusBearbeiten

F. tularensis ist ein fakultativ intrazelluläres Bakterium, das die meisten Zelltypen infizieren kann, aber in erster Linie Makrophagen im Wirtsorganismus infiziert. Das Eindringen in den Makrophagen erfolgt durch Phagozytose, und das Bakterium wird durch ein Phagosom aus dem Inneren der infizierten Zelle abgeschirmt. F. tularensis bricht dann aus diesem Phagosom in das Zytosol aus und vermehrt sich rasch. Schließlich unterliegt die infizierte Zelle der Apoptose, und die Nachkommenschaft wird in einem einzigen „Burst“-Ereignis freigesetzt, um neue Infektionsrunden zu initiieren.

VirulenzfaktorenBearbeiten

Eine Tularämie-Läsion auf der dorsalen Haut einer Hand

Die Virulenzmechanismen von F. tularensis sind nicht gut charakterisiert. Wie andere intrazelluläre Bakterien, die aus phagosomalen Kompartimenten ausbrechen, um sich im Zytosol zu vermehren, produzieren F. tularensis-Stämme verschiedene hämolytische Substanzen, die den Abbau des Phagosoms erleichtern können. In Biovar F. t. novicida wurde eine Hämolysinaktivität mit der Bezeichnung NlyA identifiziert, die immunologisch mit dem Anti-HlyA-Antikörper von Escherichia coli reagiert. Die saure Phosphatase AcpA wurde bei anderen Bakterien als Hämolysin nachgewiesen, während ihre Rolle als Virulenzfaktor bei Francisella heftig diskutiert wird.

F. tularensis enthält ein Typ-VI-Sekretionssystem (T6SS), das auch in einigen anderen pathogenen Bakterien vorkommt, sowie eine Reihe von ATP-bindenden Kassettenproteinen (ABC), die möglicherweise mit der Sekretion von Virulenzfaktoren in Verbindung stehen. F. tularensis verwendet Pili vom Typ IV, um sich an das Äußere einer Wirtszelle zu binden und so phagozytiert zu werden. Mutierte Stämme, denen Pili fehlen, weisen eine stark abgeschwächte Pathogenität auf.

Die Expression eines 23-kD-Proteins, das als IglC bekannt ist, ist für den phagosomalen Ausbruch und die intrazelluläre Replikation von F. tularensis erforderlich; in Abwesenheit dieses Proteins sterben mutierte F. tularensis-Zellen ab und werden von den Makrophagen abgebaut. Dieses Protein befindet sich in einer mutmaßlichen Pathogenitätsinsel, die durch den Transkriptionsfaktor MglA reguliert wird.

F. tularensis regelt in vitro die Immunantwort infizierter Zellen herunter, eine Taktik, die von vielen pathogenen Organismen angewandt wird, um sicherzustellen, dass ihre Replikation (wenn auch nur kurz) vom Immunsystem des Wirts nicht behindert wird, indem die Warnsignale der infizierten Zellen blockiert werden. Für diese Abschwächung der Immunreaktion ist das IglC-Protein erforderlich, wobei auch hier die Beiträge von IglC und anderen Genen unklar sind. Es gibt mehrere andere mutmaßliche Virulenzgene, deren Funktion für die Pathogenität von F. tularensis jedoch noch charakterisiert werden muss.