Streptomyces somaliensis

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 10. März 2025

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Streptomyces somaliensis misst die Wissenschaft den Bakterien zu. Für die Menschen ist diese Bakterienform in der Regel nicht krankmachend, kann jedoch bei geschwächter Abwehrlage dennoch eine schwere Erkrankung auslösen. Schutzimpfungen sind weder möglich noch verfügbar.

Was ist Streptomyces somaliensis?

Streptomyzeten sind im Allgemeinen für das Beleben in der Natur sehr wichtig, da durch die Auflösung von abgestorbenem Material verschiedene Lebewesen zum Leben kommen, von denen sich auch die Menschen ernähren.
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Streptomyces somaliensis wächst netzförmig in kettenartigen Gruppen, welches dem Bakterium den Wortzusatz "Strepto- und "myces" einbringt. Streptomyzeten gehören zu den Aktinomyzeten. Das Einzigartige dieser Bakterienform ist, dass es myzelförmig angeordnet wächst, wodurch die Gebilde an eine pilzähnliche Struktur erinnern.

Die Bakteriologie beschreibt mehrere Typen von Streptomyzeten. Streptomyces somaliensis rechnet man nicht zu den Pflanzen oder Tieren, da es nicht durch die Photosynthese (Umwandlung des Lichts in Stärke) lebt. Streptomyces somaliensis ernährt sich heterotroph bzw. es nimmt seine Nahrung aus organischen Stoffen auf. Das Bakterium ist aerob, was besagt, dass dessen Stoffwechsel sauerstoffabhängig ist.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Streptomyces somaliensis kommt weltweit vor und dabei insbesondere in tropischen Gebieten der Welt. Streptomyzeten werden z. B. nach ihrem Herkunftsort unterschieden. Besonders oft tritt Streptomyces somaliensis in Somalia auf, wovon sich der Name ableitet.

Streptomyces somaliensis lebt in der Hauptsache im Humus und bildet sich durch die Auflösung von toten Substanzen in der natürlichen Umgebung. Dadurch unterstützt Streptomyces somaliensis das biologische Gleichgewicht.

Aktinomyzeten kommen zudem in den Verdauungsorganen von Tieren vor, wo sie dem natürlichen Verdauungsprozess dienen. Die in Somalia beheimateten Mikroben können bei Menschen eitrige Herde in Organen wie der Lunge und dem Magen-Darm-Trakt erzeugen.

Durch ungenügende Körperhygiene, durch Abwehrschwäche oder durch Wunden geraten die Bakterien in den Organismus und bilden eitrige Knoten. Diese können die Bakterien in den Blutkreislauf befördern und daher eine schwere Infektion hervorrufen.

Ein Charakteristikum zur Unterscheidung von Bakterienformen ist die Methode der Färbung nach dem dänischen Wissenschaftler Hans-Christian Gram, womit die Bakterien über die Beschaffenheit einer Zellmembran klassifiziert werden. gramnegative Mikroorganismen besitzen eine Zellmembran, wogegen die grampositiven allenfalls eine Hülle aus Murein, jedoch keine feste Membran aufweisen. Streptomyces somaliensis ist grampositiv, welches bedeutet, dass es bei der Gram-Färbung blau anläuft.

Bedeutung & Funktion

Streptomyzeten sind im Allgemeinen für das Beleben in der Natur sehr wichtig, da durch die Auflösung von abgestorbenem Material verschiedene Lebewesen zum Leben kommen, von denen sich auch die Menschen ernähren. Ebenfalls wird aufgrund der Entsorgung der vergehenden Stoffe das Massenauftreten von Epidemien gehemmt.

Aus Aktinomyzeten werden Antibiotika hergestellt, die gegen bestimmte Infektionen angewandt werden. Auch dienen Aktinomyzeten als Rohelement zur Anfertigung von Präparaten gegen Pilzerkrankungen.

Bei Menschen sowie bei Tieren lebt Streptomyces somaliensis normalerweise im Mund- und Rachenraum. Die genügende Hygiene, der geschützte Umgang mit infektiösen Stellen und Ausscheidungen und auch eine gute Immunabwehr verhindern eine krankhafte Ausbreitung der Bakterien. Die gewissenhafte Keimfreimachung etwa kleiner Hautrisse lassen bakterielle Infektionen gar nicht erst entstehen. Eine mögliche Erkrankung wäre nicht zwischen Menschen übertragbar.

Biologische Eigenschaften

Streptomyces somaliensis gehört zur Gattung Streptomyces innerhalb der Familie Streptomycetaceae in der Ordnung Actinomycetales. Es handelt sich um ein Gram-positives, filamentöses Bakterium, das für seine Fähigkeit bekannt ist, chronische Infektionen, insbesondere Actinomykosen, beim Menschen zu verursachen.

Morphologisch zeichnet sich S. somaliensis durch ein verzweigtes Myzel aus, das dem von Pilzen ähnelt. Es bildet sowohl ein substratgebundenes als auch ein Luftmyzel, wobei letztere häufig Sporen enthalten. Diese Sporenketten können verschiedene Formen annehmen und sind widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen. S. somaliensis wächst bevorzugt unter aeroben Bedingungen und bildet auf festen Nährmedien kreidig-weiße bis gelbliche Kolonien mit trockener, pulveriger Textur.

Das Genom von Streptomyces somaliensis weist typische Eigenschaften der Streptomyces-Gattung auf, einschließlich eines linearen Chromosoms mit hohem GC-Gehalt. Es enthält zahlreiche Biosynthesegene für Sekundärmetaboliten, die potenzielle antibiotische oder enzymatische Eigenschaften haben. Diese genetische Vielfalt macht S. somaliensis interessant für biotechnologische Anwendungen. Besonders bemerkenswert sind Gene, die für Enzyme der Zellwandbiosynthese codieren, wodurch das Bakterium gegen viele Umweltbedingungen resistent ist. Das Genom enthält auch mobile genetische Elemente, die eine genetische Anpassung an verschiedene ökologische Nischen ermöglichen.

Vorkommen & Verbreitung

Streptomyces somaliensis ist ein bodenbewohnendes Bakterium, das hauptsächlich in tropischen und subtropischen Regionen vorkommt. Es gehört zur natürlichen Bodenmikrobiota und spielt dort eine wichtige Rolle im Abbau organischer Substanzen, insbesondere komplexer Polymere wie Zellulose und Chitin. Aufgrund seiner Fähigkeit, sekundäre Metaboliten zu produzieren, trägt es zur Regulation mikrobieller Gemeinschaften im Boden bei und konkurriert mit anderen Mikroorganismen um Nährstoffe.

In der Umwelt wird S. somaliensis vor allem durch Aerosole, Staubpartikel und direkten Hautkontakt mit kontaminierten Böden verbreitet. In Regionen mit hohen Temperaturen und niedriger Luftfeuchtigkeit kann es lange in der Umwelt überleben. Eine direkte Übertragung auf den Menschen erfolgt meist über Hautverletzungen oder Schleimhäute, insbesondere bei landwirtschaftlichen oder handwerklichen Tätigkeiten.

Obwohl viele Streptomyces-Arten Teil der normalen Darm- und Hautflora sein können, ist S. somaliensis als humanpathogener Erreger bekannt. Es ist eine der Hauptursachen für Actinomykosen, insbesondere die seltene Madura-Fuß-Infektion, die durch chronische, granulomatöse Gewebeentzündungen gekennzeichnet ist. In betroffenen Regionen, insbesondere in Ostafrika, ist das Bakterium häufiger als Krankheitserreger nachweisbar, während es in gemäßigten Klimazonen nur sporadisch vorkommt.

Krankheiten & Beschwerden

Streptomyces somaliensis kann an einer Aktinomykose, einer Mischinfektion mit Aktinomyzeten, beteiligt sein. Dabei handelt es sich um eine Tropenkrankheit mit einer Inkubationszeit von mehreren Monaten oder Jahren. Anfänglich erscheinen knotenförmig nebeneinander stehende Drusen, welche gewöhnlich im Gesicht zu sehen sind. Sie enthalten nässende, infektiöse Herde in den betroffenen Körperregionen, die eine eitrige Substanz absondern. Ohne Therapie kann die Infektion durch die Streuung der Bakterienherde sogar aufs Gehirn, den Magen-Darm-Trakt und die Lunge übergehen.

Ein Befall von Streptomyces somaliensis kann eitrige Abzesse in den genannten Organen hervorrufen. Im extremsten Falle kann der weitere Verlauf bei sehr immunschwachen Betroffenen mit ernsten Komplikationen oder sogar mit dem Tod einhergehen.

Eine Krankheit wird vom Arzt durch einen Abstrich von infizierten Stellen und durch das Anlegen einer Bakterienkultur vom Auswurf festgestellt. Die Erkrankung heilt nicht von selbst und sollte mit Antibiotika, z. B. Aminopenicillin, über den Zeitraum von einigen Monaten oder einem Jahr behandelt werden und ist dadurch heilbar. Geht die Krankheit in den Blutkreislauf über, kann sie lebensgefährlich werden und immer wiederkehren.

Ein Impfstoff gegen Streptomyces somaliensis ist nicht vorhanden. Menschen mittleren Alters, Männer und jene, die unter menschenfeindlichen Bedingungen leben müssen, sind vornehmlich betroffen. Eine geschwächte Immunabwehr, auch bedingt durch Unterernährung, Alter und eine über längere Zeit präsente Krankheit können den Verlauf verschlimmern.

Behandlungsmöglichkeiten

Die Standardtherapie einer Infektion mit Streptomyces somaliensis, insbesondere bei Actinomykose, besteht aus einer langfristigen Antibiotikabehandlung. Üblicherweise wird Cotrimoxazol (Sulfamethoxazol/Trimethoprim) oder Tetracyclin eingesetzt, oft in Kombination mit Aminoglykosiden wie Gentamicin oder Streptomycin, um eine breitere Abdeckung gegen grampositive Bakterien zu gewährleisten. Bei schweren oder fortgeschrittenen Infektionen kann auch Beta-Laktam-Antibiotika wie Penicillin G oder Amoxicillin in hohen Dosen intravenös verabreicht werden.

Resistente Stämme von S. somaliensis stellen eine wachsende Herausforderung dar, insbesondere in Regionen mit unkontrollierter Antibiotikanutzung. In solchen Fällen können Reserveantibiotika wie Linezolid oder Daptomycin erforderlich sein. Da Streptomyces-Arten selbst Antibiotika produzieren, besitzen sie oft natürliche Resistenzmechanismen, die ihre Behandlung erschweren.

Neue und experimentelle Therapieansätze umfassen den Einsatz von bakteriellen Lysin-Enzymen, die spezifisch die Zellwände von S. somaliensis abbauen können. Zudem werden phagenbasierte Therapien erforscht, um multiresistente Stämme gezielt zu eliminieren. In schweren Fällen oder bei ausgedehnten Gewebezerstörungen kann eine chirurgische Entfernung infizierter Gewebe erforderlich sein, um eine vollständige Heilung zu ermöglichen und das Risiko von Rezidiven zu minimieren.

Immunreaktionen und Entzündungsmechanismen bei Infektionen

Die Infektion mit Streptomyces somaliensis führt zu einer chronischen, granulomatösen Entzündungsreaktion, die sowohl das angeborene als auch das adaptive Immunsystem aktiviert. Diese Immunantwort spielt eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese der durch S. somaliensis verursachten Actinomykose, insbesondere beim Madura-Fuß.

Nach der Infektion über Hautläsionen oder Schleimhäute erkennen Makrophagen und dendritische Zellen das Bakterium über Mustererkennungsrezeptoren (PRRs) wie Toll-like-Rezeptoren (TLRs). Dies führt zur Ausschüttung von proinflammatorischen Zytokinen wie TNF-α, IL-1β und IL-6, die eine starke Immunantwort einleiten. Die entstehende granulomatöse Entzündung ist ein typisches Merkmal der Infektion und dient dazu, die Bakterien einzukapseln und deren Ausbreitung zu verhindern.

Trotz dieser Immunreaktion ist S. somaliensis in der Lage, in infiziertem Gewebe über längere Zeiträume zu persistieren. Das Bakterium bildet dichte Kolonien mit einer extrazellulären Matrix, die eine physische Barriere gegen Immunzellen und Antibiotika darstellt. Zudem zeigen Studien, dass das Bakterium Mechanismen zur Suppression von T-Zell-Aktivität nutzt, wodurch es der vollständigen Eliminierung durch das Immunsystem entgehen kann.

Bei der chronischen Form der Erkrankung kommt es zu Gewebedestruktion und Fibrose, die durch eine anhaltende Th1-dominierte Immunantwort getrieben wird. Aktivierte Makrophagen setzen Enzyme wie Metalloproteinasen und reaktive Sauerstoffspezies (ROS) frei, die infiziertes Gewebe abbauen, aber gleichzeitig auch gesunde Strukturen schädigen können. Dies erklärt die häufigen Knochen- und Weichteildestruktionen bei fortgeschrittener Actinomykose.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Immunreaktion ist die Bildung von Eitergranula, die aus degenerierten Neutrophilen, Makrophagen und bakteriellen Clustern bestehen. Diese Strukturen, auch Drusen genannt, sind pathognomonisch für die Erkrankung und können in mikroskopischen Gewebeproben nachgewiesen werden.

Da das Immunsystem nicht immer in der Lage ist, das Bakterium zu eliminieren, ist eine antibiotische Langzeittherapie notwendig. Neuere Forschung konzentriert sich darauf, gezielt Immunmodulatoren einzusetzen, um die granulomatöse Reaktion zu kontrollieren, ohne die Abwehrmechanismen vollständig zu unterdrücken. Die Modulation von Zytokinsignalen oder T-Zell-Antworten könnte zukünftig helfen, die Balance zwischen Gewebezerstörung und effektiver Erregerelimination zu verbessern.

Quellen

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