Biofilme und Persisterformen

Biofilme, pleomorphe Formen, Persisterformen:

Hierzu sei zunächst gesagt, dass nach allgemeiner Auffassung diese Biofilme und pleomorphen Formen nur im Labor (in vitro) zu beobachten und nicht im lebenden Organismus bzw. im Gewebe (in vivo) zu finden sein sollen.

Die Arbeiten von z.B. A. Mac Donald und K. Eisendle zeigen aber das Gegenteil. Sie konnten nachweisen, dass es diese Formen auch im Gewebe (also auch in vivo) gibt. Es gibt auch Präsentationen und Bilder von beiden Forschern dazu im Internet. Es erfolgten auch noch weitere Veröffentlichungen und Bilder erst kürzlich auf dem ILADS-Kongress 2015 in Fort Lauderdale von Dr. Alan Mc Donald.

Jeder Kollege oder Forscher, der sich mit Biofilmen und pleomorphen Formen bei Erregern befasst, weiß, dass diese speziellen Formen sich leicht dem Nachweis mit den herkömmlichen Testmethoden entziehen und somit die Diagnostik und auch die Behandlung erschweren und zur Persistenz der Erreger im Organismus des Betroffenen beitragen. Die Bildung von Biofilmen ist dabei nur eine der vielen anderen Möglichkeiten („Escape“-Mechanismen), wie sich ein Erreger der Immunabwehr entziehen kann (siehe Kapitel Allgemeines: Literatur 1). Die Spiralform der Borrelien „passt“ nicht in einen Erythrozyten, aber vielleicht eine andere (Persister-) Form und es gibt auch größere Körperzellen.

Offenbar wird die Existenz von Persisterformen bei Borrelien in vivo auch nicht mehr ganz ausgeschlossen, da man bereits nach neuen Strategien für deren Behandlung sucht (siehe Kapitel: „Allgemeines“, Literaturstelle (2) ).

Biofilm-bildende Bakterien werden beispielsweise auch als Ursache bei der protrahierten bakteriellen Bronchitis bei Kindern diskutiert. Sie beeinflussen den Krankheitsverlauf, erschweren die Diagnostik und die Therapie (siehe Literatur im Kapitel Antibiotika-Therapie-Literaturstelle (5) ).

Das Problem dabei ist sicher, dass die Erreger dann nicht auf einfache Weise in den Materialien nachzuweisen sind, die relativ leicht zugänglich sind (wie Blut, Urin oder Speichel), sondern in den Zellen und bradytrophen (schlechter durchbluteten) Geweben „stecken“.

Vielleicht sollten in Zukunft mehr Gewebeproben von Sehnen, Gelenkkapseln, Hautarealen, Muskeln und auch von alle Biopsien (Gewebeproben) für den Nachweis von Erregern genutzt werden. Dazu sollten möglichst nicht fixierte bzw. unbehandelte (native) Gewebeproben verwendet werden. In Wachs fixierte Proben kann man verwenden, bei Formalin ist es wohl schlechter. Man muss dabei aber immer die Erreger im Gewebe auch genau „treffen“, um sie anschließend mit der PCR auch nachweisen zu können.

Die Proben, die sowieso aus anderen diagnostischen Gründen entnommen werden, um auf z.B.  bösartigen (malignen) Tumor (Krebs) untersucht zu werden, könnte man gleichzeitig mittels Mikroskopie, Färbungen und PCR auf Borrelien, Chlamydien, Yersinien u.a. Organismen testen. Dies geschieht derzeit aber nicht, da die Untersuchungen auf Malignität (Krebs) in den Instituten für Pathologie und die Untersuchungen auf Erreger im Institut für Mikrobiologie erfolgen müssten. Dies würde bedeuten, dass zwei Gewebeproben entnommen und an unterschiedliche Institute versendet werden. Das aber durchzusetzen, dürfte wohl in der Praxis eher schwierig werden.

Vielleicht wäre ein erster Schritt zunächst erst einmal diese Präparate auch auf Infektionserreger zu untersuchen, bei denen der Pathologe keine Malignität (Krebs), aber entzündliche Veränderungen gefunden hat. Da jede Infektion (egal, ob viral oder bakteriell) und auch jede Autoimmunreaktion zu einer Entzündung im Gewebe führt, könnte dies ein erstes praktikables Auswahlkriterium sein.

 

Hier einige Arbeiten, die die Biofilme und pleomorphen Formen auch im Gewebe (in vivo) darstellen konnten und nicht nur im Labor (in vitro).

  • K. Eisendle et al.:  „Acrodermatitis Chronica Atrophicans Immunohistochemistry“, AJCP 2007,127:213-222
  • K. Eisendle et al.: “ Morphea” a manifestation of infection with Borrelia species“, British J Dermatology 2007
  • A. Mc Donald: „Concurrent Neocortical Borreliosis and Alzheimer’s Disease: Demonstration of a Spirochetal Cyst Form (.pdf)“, Annals of the New York Academy of Sciences, Volume 539, Lyme Disease and Related Disorders pages 468–470, August 1988.
  • Yoon E, Vail E, Kleinman G, Lento PA, Li S, Wang G, Limberger R, Fallon JT, :  „Lyme disease: A case report of a 17-year old male with fatal Lyme carditis“, Cardiovascular Pathology (2015), doi: 10.1016/j.carpath.2015.03.003

Kommentar zur letzten Studie von Yoon E et.al.: Es ist sehr gut, dass überhaupt jemand mal daran gedacht hat, dass man nachschauen sollte und dabei auch an Bakterien gedacht hat. Hier gelingt nämlich der direkte Erregernachweis, da dort nachgeschaut wurde, wo der Erreger „sitzt“ (im Gewebe). So können wir lernen. Wieviele Autopsien erfolgen (auch bei Erwachsenen) mit dieser Fragestellung?

 

Neuere Studien:

Meriläinen Leena et.al.: „Morphological and biochemical features of Borrelia burgdorferi pleomorphic forms“, Microbiology, Jan 2015, doi:10.1099/mic.0.000027

Jie Feng, Megan Weitner, Wanliang Shi, Shuo Zhang and Ying Zhang: Eradication of Biofilm-Like Microcolony Structures of Borrelia burgdorferi  by Daunomycin and Daptomycin but not Mitomycin C in Combination with Doxycycline and Cefuroxime, 2016, Microbiol. 7:62. doi: 10.3389/fmicb.2016.00062

 

Weitere Literatur:

Biofilme in der Medizin

Mehr Literatur zu Biofilmen

Biofilme und pleomorphe Varianten bei Borrelien in vivo (ab Seite 2-3, unten)