Es ist klebrig und mit Patina bedeckt! Jede Familie hat es, und wenn man nicht richtig damit umgeht, wird man krank.

Waschen, waschen, waschen, hast du heute das Geschirr vom gestrigen Abendessen gespült?

Sie werden mit Sicherheit feststellen, dass sich auf der Oberfläche von Geschirr, Spülbecken usw. ein dünner klebriger „Film“ bildet, wenn diese längere Zeit nicht gereinigt werden. Um ehrlich zu sein, ist dies die #Mutter der Bakterien, die den Bakterien die Tür öffnet#, die Bakterien sind „zu Hause“!

Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass die Innenwände von Rohren wie Waschbecken und Tassen nach längerem Gebrauch rutschig werden? Wussten Sie, dass einige Bakterien in Symbiose mit ihren Wirten leuchten können? Hinter diesen Phänomenen verbirgt sich tatsächlich eine mysteriöse und komplexe Geheimsprache der Kommunikation zwischen Bakterien – das Quorum Sensing.

Was genau ist Quorum Sensing? Stellen Sie sich vor, Bakterien seien wie Soldaten, die alleine kämpfen. Wenn ihre Zahl gering ist, sind sie verstreut und es bestehen keine großen Verbindungen zwischen ihnen. Wenn ihre Zahl jedoch langsam zunimmt, beginnen sie, „miteinander zu reden“. Durch die Sekretion und Wahrnehmung spezifischer Signalmoleküle können Bakterien erkennen, wie stark ihr „Team“ ist. Diese Methode des „Chattens am Telefon“ wird als Gruppenerkennung bezeichnet. Quorum Sensing spielt eine wichtige regulatorische Rolle in vielen Lebensprozessen von Mikroorganismen, einschließlich Biolumineszenz, Biofilmbildung und Virulenzfaktorexpression, was sich direkt auf die Pathogenität und Arzneimittelresistenz von Mikroorganismen auswirkt.

Die „Superkraft“ des Quorum Sensing

Illustration bereitgestellt von Xu Fengs Team

Biofilmbildung

Biofilme sind im Leben keine Seltenheit. Wird beispielsweise das Waschbecken im Haushalt nicht rechtzeitig gereinigt, bildet sich schnell ein rutschiger Film. Dabei handelt es sich eigentlich um einen von einer Bakteriengemeinschaft gebildeten Biofilm, bei dem das Quorum Sensing eine wichtige Rolle spielt. Ein Biofilm ist wie eine von Bakterien errichtete Festung, die den Bakterien nicht nur ein besseres Überleben ermöglicht, sondern ihnen auch Widerstand gegen das Eindringen von Reinigungsmitteln und antibakteriellen Mitteln bietet, da es für Medikamente schwierig ist, diese Schutzbarriere zu durchdringen. Dies ist einer der Gründe, warum manche chronische Infektionen schwer zu behandeln sind!

Regulierung der Virulenz

Wenn die Anzahl der Bakterien groß genug ist, wird die Expression einiger Schlüsselgene durch Quorum Sensing eingeleitet und Virulenzfaktoren werden kollektiv freigesetzt. Beispielsweise sind Patienten mit Bronchiektasien häufig mit Pseudomonas aeruginosa besiedelt. Wenn das Quorum Sensing von Pseudomonas aeruginosa aktiviert wird, fördert es die Bildung des Pyocyanintoxins, wodurch der Auswurf des Patienten grün wird. Durch die Aktivierung des Quorum Sensing werden Bakterien bei einer Infektion tödlicher, sodass unser Körper mit dem heftigen Bakterienangriff schwerer fertig wird.

Regulierung der Arzneimittelresistenz

Neuere Studien haben ergeben, dass Bakterien ihre Resistenz gegen mehrere Antibiotika auch über Quorum-Sensing-Mechanismen regulieren können. Das Team von Professor Xu Feng von der Abteilung für Infektionskrankheiten am Zweiten Krankenhaus der Zhejiang-Universität beschäftigt sich intensiv mit der Quorum-Sensing-Regulierung der Arzneimittelresistenz. Jüngste Studien haben gezeigt, dass das Quorum Sensing von Pseudomonas aeruginosa die ampC-Expression über das RhlI/R-System regulieren und dadurch die Ampicillinresistenz regulieren kann. Es wurde festgestellt, dass Pseudomonas aeruginosa die bakterielle Persistenz durch das PQS-System fördert, um den Wirkungen von Ciprofloxacin entgegenzuwirken.

So hacken Sie Quorum Sensing

Es scheint, dass die Gruppenwahrnehmung tatsächlich ein „Problem“ für uns darstellt! Nachdem Wissenschaftler nun die „Geheimsprache“ der Bakterien verstanden haben, versuchen sie auch, Wege zu finden, sie zu knacken. Sie haben ein Medikament namens „Quorum Sensing Inhibitor“ entwickelt, das gezielt in die bakterielle Signalkommunikation eingreift. Das ist, als würde man ein Walkie-Talkie mit Interferenzen ausstatten. Dadurch wird die Kommunikation der Bakterien untereinander verhindert und ihre Fähigkeit zum gemeinsamen Handeln zerstört, was den Zusammenbruch der Bakterienpopulation begünstigt.

Quorum-Inhibitoren können dazu führen, dass Bakterien, die ursprünglich ein „Kollektiv“ bilden könnten, gegeneinander kämpfen, wodurch Antibiotika ihre Wirkung verbessern. Auf dieser Grundlage hat das Team von Professor Xu Feng in den letzten Jahren eine Vielzahl neuer Quorum-Sensing-Inhibitor-Verbundmaterialien zur Behandlung medikamentenresistenter bakterieller Infektionen entwickelt und präklinische Forschungsarbeiten abgeschlossen.

Quorum Sensing in Alltagsgewohnheiten

Tatsächlich beeinflusst die Gruppeninduktion unser Leben ständig. Manche Gewohnheiten mögen harmlos erscheinen, schaden jedoch auf subtile Weise unserer Gesundheit.

01 Schlechte Mundhygienegewohnheiten

Bakterien im Mund bilden durch Quorum Sensing Zahnbelag, der die Ursache für Karies und Zahnfleischentzündungen ist.

02Hände nicht richtig waschen

Krankheitserreger werden durch Berührung verbreitet und Quorum Sensing führt dazu, dass sich Bakterien im Körper ansiedeln und hartnäckige Infektionen verursachen.

03 Falscher Einsatz von Antibiotika

Der Missbrauch oder die falsche Anwendung von Antibiotika kann dazu führen, dass Bakterien durch Quorum Sensing eine Arzneimittelresistenz entwickeln und sich allmählich zu „Superbugs“ entwickeln.

04 Nichtwechseln oder unsachgemäßer Umgang mit Kontaktlinsen

Bakterien auf Kontaktlinsen bilden durch Quorum Sensing Biofilme und erhöhen so das Risiko einer Augeninfektion.

Daher ist jeder von uns ein „antibakterieller Pionier“. Obwohl Quorum Sensing kompliziert klingt, gibt es dennoch einige einfache Möglichkeiten, wie wir es in unserem täglichen Leben bekämpfen können. Waschen Sie sich beispielsweise häufig die Hände, putzen Sie Ihre Zähne regelmäßig, setzen Sie Antibiotika vernünftig ein und reinigen Sie Stellen, an denen sich Bakterien wahrscheinlich vermehren, umgehend. Diese kleinen Gewohnheiten können die Ansammlung von Bakterien verringern und das Risiko einer Arzneimittelresistenz von der Quelle aus reduzieren.