M3-Protein von Streptococcus pyogenes bindet an Kollagen – neue strukturelle Erkenntnisse

Sonstige: M3-Protein von Streptococcus pyogenes bindet an Kollagen – neue strukturelle Erkenntnisse

Forscher haben die dreidimensionale Struktur des M3-Proteins von Streptococcus pyogenes und dessen Wechselwirkung mit menschlichem Kollagen aufgedeckt. Die Ergebnisse zeigen, wie das Bakterium Kollagen als Anheftungsstelle nutzt, um Gewebe zu besiedeln und Biofilme zu bilden – ein Befund, der für die Entwicklung von Impfstoffen und Therapien gegen invasive Infektionen von Bedeutung ist.

Strukturelle Aufklärung

Das M3-Protein, ein entscheidender Virulenzfaktor des häufig vorkommenden emm3‑Serotyps, besitzt am N‑terminus einen neu beschriebenen T‑förmigen Falt, der in seiner freien Form sowie in Komplexbindung mit einem Kollagen‑Peptid kristallisiert wurde. Die Bindungsstelle ergänzt die dreifach‑helikale Topologie von Kollagen und erklärt die hohe Affinität des Bakteriums zu Kollagenfasern.

Funktionelle Bedeutung

Durch die Bindung an Kollagen kann der emm3‑Stamm von Streptococcus pyogenes verschiedene Gewebe kolonisieren. In vitro‑Studien zeigten, dass diese Interaktion die Bildung von Biofilmen fördert, ein Prozess, der typischerweise mit schwerwiegenden invasiven Erkrankungen wie nekrotisierenden Weichteilinfektionen assoziiert ist. Die Biofilmbildung ließ sich in einem emm‑typspezifischen Muster nachweisen.

Nachweis im Gewebe

Gewebebiopsien von Patienten mit nekrotisierenden Weichteilinfektionen enthüllten eine Kolokalisierung von Streptococcus pyogenes und Kollagen. Ähnliche Befunde wurden in organotypischen Hautmodellen reproduziert, wobei das M3‑Protein klar mit den Kollagenstrukturen korrelierte.

Therapeutische Perspektiven

Die Zugabe des rekombinanten N‑terminalen M3‑Domäns konnte die Biofilmbildung signifikant hemmen, was auf ein potenzielles therapeutisches Einsatzfeld hinweist. Darüber hinaus liefert die detaillierte Strukturinformation Ansatzpunkte für die Entwicklung von M‑Protein‑basierten Impfstoffen, die gezielt die Kollagenbindung blockieren könnten.

Ausblick

Die Studie liefert umfassende molekulare Einblicke in einen wichtigen Streptokokken‑Virulenzmechanismus und legt nahe, dass zukünftige Impf- und Behandlungsstrategien die Interaktion zwischen M‑Protein und Kollagen berücksichtigen sollten, um invasive Infektionen wirksamer zu bekämpfen.

Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.