Escherichia coli

Das Enterobakterium Escherichia coli ist sicher der bekannteste Vertreter der physiologischen Darmflora. Benannt wurde das säurebildende, gramnegative Stäbchenbakterium nach seinem Entdecker, dem Kinderarzt und Bakteriologen Theodor Escherich (1857 – 1911). Escherich lehrte und forschte an den Universitäten in Graz und Wien und publizierte 1868 eine Bakterienart, die er aus dem Stuhl von Säuglingen isoliert hatte und die er als „bacterium coli commune“ bezeichnete.

Escherichia coli

Escherichia coli

Weltruhm erlangte Escherichia coli allerdings erst im Jahr 1917. Damals gelang dem Freiburger Mikrobiologen Alfred Nissle nämlich die Präparation eines speziellen Escherichia coli Stammes, der offenbar in der Lage war, pathogene Keime aus dem Magen-Darmtrakt zu verdrängen bzw. die humane Infektabwehr so zu modifizieren, dass sie potentiell gefährliche Krankheitserreger ausschalten konnte. Nissle fand den legendären Escherichia coli Stamm Nissle 1917 – so die offizielle Bezeichnung – während des 1. Weltkriegs im Stuhl eines Krimsoldaten, der im Gegensatz zu seinen Kameraden nicht unter einer damals grassierenden, lebensbedrohlichen Durchfallerkrankung litt. Der clevere Arzt erkannte im Folgenden das probiotische Potential seines Escherichia coli Isolats und ließ sich dessen therapeutische Nutzung postwendend unter dem Handelsnamen Mutaflor schützen.

Durch die Entdeckung der Antibiotika geriet Escherichia coli Nissle 1917 als Mittel zu Infektabwehr vorübergehend in Vergessenheit. In den Forschungslaboren der Welt starteten der Originalstamm und seine Verwandten jedoch eine unvergleichliche Karriere. Escherichia coli ist heute in unzähligen genetischen Varianten der Modellorganismus der Molekularbiologie schlechthin. Klonierungen, Sequenzierungen, Replikationen und nicht zuletzt die Entschlüsselung ganzer Genome wäre ohne den vergleichsweise anspruchslosen Tausendsassa, der sich in Brutschränken und auf Petrischalen denkbar einfach vermehren lässt, deutlich schwerer umzusetzen.

Auch als Probiotikum gehört Escherichia coli Nissle 1917 heute zu den am besten charakterisierten Mikroorganismen der Welt. Zahlreiche Forschungsergebnisse stützen inzwischen Nissles Beobachtungen, wonach die Gabe lebender Escherichia coli Kulturen eine gesunde Darmflora in ihrer Funktionalität fördern kann. Der genaue Wirkmechanismus ist in seiner Gesamtheit zwar immer noch nicht bekannt, jedoch gibt es inzwischen zahlreiche Hinweise auf spezifische molekulare Mechanismen, die den probiotisch wirksamen Escherichia coli Stämmen in der mikrobiellen Darmkommune entscheidende Vorteile verschaffen.

So ist Escherichia coli Nissle 1917 zum Beispiel in der Lage, bestimmte Zellwandbestandteile zu synthetisieren, die vor allem die Konsistenz der extrazellulären Matrix optimieren. Daraus ergibt sich bei der Besiedlung verschiedener Darmabschnitte möglicherweise ein deutlicher Kolonisierungsvorteil. Außerdem haben detaillierte Stoffwechselanalysen gezeigt, dass dieser Stamm Peptide absondert, die das Wachstum der Konkurrenz hemmen. Ein weiterer Wettbewerbsvorteil könnte mit der hocheffizienten Eisenverwertung zusammen hängen, die Escherichia coli Nissle 1917 sogar im eisenarmen Mikroklima des Dickdarms befähigt, seine Eisenspeicher konstant zu füllen.