Lyme Borreliose

Borrelia burgdorferi

Borrelia burgdorferi gehört zu der Familie Spirocheataceae und der Ordnung Spirochaetales (Spirochäten), von denen humanpathologisch bedeutsam vor allem die drei Gattungen Borrelia, Leptospira und Treponema sind. Die Gattung Borrelia gliedert sich in den Erreger des Läuserückfallfiebers (u.a. Borrelia recurrentis), den des Zecken-Rückfallfiebers (u.a. Borrelia duttonie, Borrelia hermsii) und den primär zecken-übertragenen Erreger der Lyme-Borreliose (Borrelia burgdorferi mit zahlreichen Genospezies).

Borrelia burgdorferi ist ein spiralförmiges und bewegliches Bakterium (Länge: 8-30 µm, Zelldurchmesser: 0,18-0,25 µm). Die wichtigste Energiequelle des Bakteriums ist Glukose. Borrelien werden den gram-negativen Bakterien zugerechnet. Es sind jedoch bei den Membrankomponenten zahlreiche Unterschiede zu anderen gram-negativen Bakterien vorhanden. So weist Borrelia burgdorferi keine Lipopolysaccharide (LPS, auch als Endotoxine bezeichnet) auf, sondern statt dessen einen hohen Anteil von Lipoproteinen. Die von S. Donta vermutete Absonderung von Nerventoxinen (Bb Tox1) konnte bislang nicht durch andere Forschungen bestätigt werden (Donta 2001).

Der Erreger vermehrt sich durch Querteilung. Die Generationszeit beträgt etwa 7 bis 20 Stunden, weshalb für eine kulturelle Anzüchtung mehrere Wochen bis Monate benötigt werden. Das erfordert auch eine längere Antibiotika-Therapie als dies bei anderen bakteriellen Erkrankungen der Fall ist.

Patho- und Persistenzmechanismen

Als mögliche Patho- und Persistenzmechanismen von Borrelia burgdorferi werden u.a. diskutiert:

• Variation der Expression der Antigene je nach Mikromilieu;
• Immunescape (Komplementevasion) durch Bindung an Faktor H und FHL-1 (unterschiedlich je nach Genospezies);
• Intrazelluläre Persistenz in neuronalen und synovialen Zellen;
• Persistenz in Fibroblasten - Decorin-Bindung;
• Veränderung der Form bei ungünstigen Bedingungen (destilliertes Wasser, Antibiotika).

Die Feststellung, ob diese Vorgänge auch im menschlichen Organismus (in vivo) so ablaufen, wie es im Labor (in vitro) und in Tierversuchen festgestellt wurde, war bislang aus technischen Gründen sehr schwierig. Inzwischen stehen jedoch verbesserte Möglichkeiten, wie z..B. die Kryo-Elektronen-Tomographie zur Verfügung. Siehe hierzu auch: Universität Heidelberg Winzige Details in drei Dimensionen Allerdings sind entsprechende Studien mit dieser Technologie sehr aufwendig und teuer, weshalb die notwendigen Klärungen häufig nicht durchgeführt werden, wenn nicht auch die finanziellen Förderungen zur Verfügung gestellt werden.

Während in den USA primär Borrelia burgdorferi sensu stricto (im engeren Sinne) vorkommt, treten in Europa und Asien weitere humanpathogene Spezies auf, die unter dem Begriff Borrelia burgdorferi sensu lato (im weiteren Sinne) zusammengefasst werden. Als humapathogen gelten bislang Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia afzelii, Borrelia garinii, Borrelia spielmanii und Borrelia bissettii (Fingerle et al. 2007, Rudenko et al. 2009). Sehr wahrscheinlich liegt auch bei Borrelia valaisiana eine Humanpathogenität vor, während dies bei Borrelia lusitaniae und weiteren Genospezies noch nicht definitiv geklärt ist.

Die europäischen Borrelien-Arten:

• sind bedingt immunologisch kreuzreaktiv und kreuzprotektiv, was die Serologie und Impfstoff-Entwicklung in Europa schwieriger gestaltet als in den USA;
• weisen einen gewissen Organotropismus auf, was für das breitere Krankheitsbild in Europa verantwortlich gemacht wird, wobei auch festgestellt wurde, dass jeder Genotyp vom Grunde her jede Erkrankungsform verursachen kann. (Vennestrøm et al. 2008);
• sind wahrscheinlich unterschiedlich resistent bzw. sensitiv gegen Komplement (Wallich, Kraiczy, 2005 - 2012);
• sprechen möglicherweise unterschiedlich auf Antibiotika an. (Hunfeld et al., 2005, 2006).

Das würde eine verstärkte Forschung, unter besonderer Berücksichtigung der europäischen Besonderheiten notwendig machen. Es gibt jedoch mittlerweile nur noch wenige Wissenschaftler, die Grundlagenforschungen in diesem Bereich durchführen. Denn dieser Bereich führt bei der öffentlichen Forschungsförderung in der EU und in Deutschland ein ausgesprochenes Schattendasein. In der Vergangenheit wurden mehrere Forschungsanträge zur Lyme-Borreiose abgelehnt, wie u.a. 2003 im Rahmen der Förderung von Kompetenznetzwerken sowie auch aktuell bei der Förderung von Zoonosen.

Aktuelles

Dunham-Ems et al.
Borrelia burgdorferi Requires the Alternative Sigma Factor RpoS for Dissemination within the Vector during Tick-to-Mammal Transmission 2012

Skogman B. et al.
Adaptive and Innate Immune Responsiveness to Borrelia burgdorferi sensu lato in Exposed Asymptomatic Children and Children with Previous Clinical Lyme Borreliosis 2012

Kudryashev M. et al.
Evidence of direct cell–cell fusion in Borrelia by cryogenic electron tomography 2011

Platonov E. et al.
Humans Infected with Relapsing Fever Spirochete Borrelia miyamotoi, Russia 2011

Wilfinger D. (Dissertation)
Interaktion von Borrelia burgdorferi in Kokultur mit humanen Fibroblasten 2011

Siegel C. (Dissertation)
Die Bedeutung verschiedener CRASP-Proteine für die Komplementresistenz von Borrelia burgdorferi s.s. 2010

Weitere Informationen

Willi Burgdorfer
The Complexity of Arthropod-borne Spirochetes (Borrelia spp) 1999

Vera Preac Mursic
Formation and Cultivation of Borrelia burgdorferi Spheroplast-L-Form Variants 1996 (pdf)

R. Straubinger
Auf dem Weg von der Spirale zur Zyste - Mögliche Überlebensstrategie von Borrelia burgdorferi 2002 (pdf)

Birgit Rößle, Dissertation
Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Borrelien: Ultrastruktur und Immuncytologie 2001

Universität Heidelberg
Winzige Details in drei Dimensionen 2009

Kraizcy P.
Immunescape-Mechanismen von Borrelia burgdorferi, dem Erreger der Lyme Borreliose

Spirochetes Unwound (englischsprachiger Blog zur Spirochäten-Forschung)