Eine neue Untersuchung des Biozentrums der LMU München zeigt, dass potenziell gefährliche Staphylokokken wie Staphylococcus aureus in der menschlichen Nasenhöhle um das Vitamin Biotin mit anderen Bakterien konkurrieren. Dieser Wettstreit könnte einen vielversprechenden Ansatz zur Bekämpfung dieser gefürchteten Krankenhauskeime bieten, insbesondere bei Stämmen mit umfassender Antibiotikaresistenz.

Etwa ein Drittel der Menschen trägt S. aureus in der Nase, wo es unter bestimmten Bedingungen krankmachend werden kann. Sein Überleben hängt jedoch stark von der Interaktion mit harmlosen Kommensalen ab, die das Mikrobiom der Nase bevölkern. Diese können das Wachstum von S. aureus fördern oder hemmen, je nach den vorhandenen Ressourcen. Die Studie legt nun dar, dass Biotin, ein essenzieller Kofaktor für den Stoffwechsel, darunter Gluconeogenese und Fettsäuresynthese, in der nährstoffarmen Nasenhöhle eine begrenzte Verfügbarkeit hat und somit ein limitierender Faktor darstellt.

S. aureus sowie einige Kommensalen können Biotin selbst produzieren, doch dieser Prozess ist energieintensiv, und Verluste über die Zellmembran erschweren eine ausreichende Versorgung. Andere Bakterien, wie koagulase-negative Staphylokokken, sind hingegen auf die Biotinproduktion ihrer Nachbarn angewiesen, da sie diese Fähigkeit selbst nicht besitzen. Dies verstärkt die Konkurrenz um das Vitamin und beeinflusst die Zusammensetzung des Nasenmikrobioms erheblich.

Die Forschungsarbeit zeigt zudem, dass ein Biotinmangel das Wachstum und die Membranfunktion von S. aureus negativ beeinträchtigt. Da das Bakterium zusätzlich Biotin aus der Umgebung aufnehmen muss, um optimal zu gedeihen, könnten gezielte Strategien entwickelt werden, um dies zu verhindern. Mögliche Ansätze umfassen die Entwicklung von Probiotika mit Kommensalen, die S. aureus keine Biotinquellen bieten, sowie die Entwicklung neuer Wirkstoffe, die die Biotin-Synthese oder -Aufnahme blockieren. Solche Maßnahmen könnten das Bakterium effektiv aus der Nase verdrängen und so das Infektionsrisiko senken.

Original Paper:

Competitive fitness of Staphylococcus aureus against nasal commensals depends on biotin biosynthesis and acquisition | The ISME Journal | Oxford Academic

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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