T-Phagen

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 31. Oktober 2016
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T-Phagen sind Viren, die sich als Bakteriophagen auf den ausschließlichen Befall von Escherichia coli Darmbakterien spezialisiert haben (Coliphagen). Es sind 7 verschiedene Arten bekannt, mit der Bezeichnung T1 bis T7, wovon sich die geradzahligen durch bestimmte gemeinsame Merkmale von den ungeradzahligen Arten unterscheiden. T-Phagen werden im Körper in der Regel vom Immunsystem erkannt, außerhalb des Körpers werden sie gezielt zur Produktion bestimmter Enzyme und für weitere Zwecke eingesetzt.

Inhaltsverzeichnis

Was sind T-Phagen?

T-Phagen gehören zu den Viren, die sich auf den Befall von Bakterien spezialisiert haben und deshalb Makrophagen oder auch einfach Phagen genannt werden. Jede Phagenart ist jeweils auf die Infektion einer spezifischen Bakterie spezialisiert. Die geschwänzten T-Phagen (das T leitet sich vom englischen 'tail' ab) sind auf den Befall der Darmbakterie Escherichia coli ausgerichtet.

Die 7 bekannten T-Phagen mit den Bezeichnungen T1 bis T7 gehören den drei Familien Siphoviren (T1, T5), Podoviren (T3, T7) und Myoviren (T2, T4, T6) an. Die geradzahligen und die ungeradzahligen T-Phagen unterscheiden sich jeweils durch mehrere gemeinsame Merkmale.

T-Phagen zeichnen sich durch einen komplexen Aufbau aus. Die Hauptbestandteile sind Grundplatte, Einspritzapparat und Kopf. An der Grundplatte befinden sich sogenannte Spikes, mit denen sich der Phage an der Bakterienwand festklammern und in sie einstechen kann. Der Injektionsapparat besteht aus einem kontraktilen Rohr, durch das die DNA des Phagen in das Coli-Bakterium „geschossen“ wird. Die doppelsträngige DNA befindet sich im Kopf der T-Phage und wird nach Andocken an das Bakterium durch das kontraktile Rohr des Injektionsapparats in das Innere der Coli-Bakterie verfrachtet. Nach erfolgter Infektion werden die außen an der Hülle verbleibenden Teile der T-Phagen nicht mehr benötigt und lösen sich wieder von der Bakterienwand.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

T-Phagen, wie auch andere Phagen, sind in der Regel dort zu finden, wo sich auch Bakterien aufhalten. In Abwässern und stehenden Gewässern, in denen normalerweise eine enorm große und differenzierte Vergesellschaftung von Bakterien stattfindet, treten auch in ähnlich gehäufter und differenzierter Form Bakteriophagen auf. Ähnliche Verhältnisse finden sich sogar in den äußerst sauber erscheinenden Weltmeeren.

Im menschlichen Körper lassen sich T-Phagen vor allem an den Orten finden, die von Coli-Bakterien besiedelt sind. Beim gesunden Menschen mit intaktem Immunsystem ist das vor allem der Verdauungstrakt. T-Phagen, die sich in die Blutbahn verirren, werden vom Immunsystem erkannt und lösen eine Immunreaktion aus, die zur Vernichtung der Phagen führt. Eine direkte Infektionsgefahr mit T-Phagen besteht kaum, da es sich nicht um eigenständige Krankheitskeime handelt. Bei entsprechend schwacher Immunabwehr ist es lediglich vorstellbar, dass T-Phagen zu einer empfindlichen Ausdünnung der Coli-Bakterien innerhalb der Darmflora sorgen.

T-Phagen, die für therapeutische Zwecke eingesetzt werden, können gefriergetrocknet werden, ohne dass sie ihre physiologischen Eigenschaften verlieren.

Bedeutung & Funktion

T-Phagen, die ausschließlich Coli-Bakterien infizieren und abtöten können, spielen im menschlichen Körper nur eine untergeordnete Rolle. Denkbar wäre aber ein gezielter Einsatz gegen pathogene Coli-Bakterien außerhalb des Verdauungstraktes. Im Gegensatz zu Antibiotika, die eine breitbandige Wirkung haben, also auch eine Vielzahl nützlicher Mikroben zerstören, wirken T-Phagen wie auch andere Phagen absolut spezifisch und selektiv gegen bestimmte Stämme von Keimen.

Allerdings unterliegt die Phagentherapie in Deutschland strengen Auflagen, obwohl sie in vielen Fällen eine hervorragende Alternative zu Antibiotika sein könnte. Das Problem der Resistenzbildung ist zwar auch bei T-Phagen gegeben, kann jedoch ebenso schnell durch Neuzüchtungen modifizierter Makrophagen behoben werden. Die Phagentherapie hat sich besonders in Ländern der ehemaligen UDSSR entwickelt, davon maßgeblich in Georgien. Einige westliche Forschergruppen versuchen, Phagen zu züchten, die auch gegen multiresistente Keime wirksam sind.

T-Phagen werden häufig zur Produktion von Enzymen in Coli-Bakterien kultiviert, um größere Mengen an Enzymen zu gewinnen, die für molekularbiologische Zwecke benötigt werden. Es handelt sich dabei um Enzyme wie T4-DNA-Ligase, T7-RNA-Polymerase und einige weitere.

Die Fähigkeit sogenannter temperenter T-Phagen, ihre eigene DNA in die Bakterien-DNA einzubauen (Lysogenie), anstelle ungezügelter Replikation der eigenen DNA, kann ebenfalls als Genvektor genutzt werden, um gezielte Genmanipulationen vorzunehmen, um bestimmte fehlerhafte und krankmachende Gene oder Genstücke durch intakte Gene oder DNA-Stücke zu ersetzen.

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Krankheiten & Beschwerden

Von T-Phagen gehen keine direkten Gefahren für den Menschen aus. Indirekt könnten T-Phagen zum Problem werden, wenn sie es schaffen, unbemerkt vom Immunsystem Coli-Bakterien der Darmflora anzugreifen und zu dezimieren. T-Phagen und auch andere Phagen sollen das Immunsystem unterstützen, um schwer bekämpfbare und möglicherweise auch multiresistente Keime unschädlich zu machen.

Kritiker der Phagentherapie äußern, dass die Therapie nur von Ärzten mit entsprechender Zusatzausbildung angewandt werden kann und dass für eine gezielte Anwendung vorher eine Bakterienkultur angelegt werden muss, um sicher zu sein, die „richtige“ Phage für das „richtige“ Bakterium gewählt zu haben. Demgegenüber stünden Breitband-Antibiotika unmittelbar zur Verfügung. Als Hauptargument gegen eine Phagentherapie wird von den Kritikern allerdings die Befürchtung geäußert, dass sich die Phage in ihrer Genetik so durch Mutationen oder durch unkontrollierbaren Genaustausch mit dem Wirtsbakterium ändern könne, dass die Phage ihre phagozytären Eigenschaften verlieren und zu einem nicht beherrschbarem pathogenen Virus mutieren könne.

Während des Kalten Krieges setzte die westliche Medizin zur Abwehr infektiöser Keime fast ausschließlich auf Antibiotika, während Russland und die Mitgliedstaaten der Sowjetunion – allen voran Georgien - die Phagentherapie kultivierten. Mittlerweile gibt es Anzeichen für die Erkenntnis, dass beide Therapien spezifische Vorteile und Risiken bergen, die vor der Anwendung abgewogen werden müssen.

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