Prostatitis: Wie Bakterien in die Prostata gelangen

Eine Prostataentzündung haben viele Männer, meist sind Bakterien der Grund. Doch wie kommen die Erreger überhaupt in die Prostata? Das haben jetzt Forschende der Universität Würzburg herausgefunden.

Eine Prostataentzündung (Prostatitis) ist keine Seltenheit bei Männern. Schätzungen zufolge sind weltweit ungefähr ein Prozent aller Männer im Laufe ihres Lebens von einer entzündeten Prostata betroffen. Und: Die Prostatitis kann immer wiederkehren. Oft sind Bakterien die Verursacher, allen voran das Bakterium Escherichia coli (E. coli). Die Krankheitserreger gelangen vom Harntrakt aus der Harnröhre oder Harnblase in die Prostata. Dort siedeln sie sich an, vermehren sich und rufen unangenehme Symptome hervor, besonders Schmerzen. 

Eine bakterielle Prostatitis ist schwierig zu behandeln. Meist sind Antibiotika in höheren Dosierungen über einen längeren Zeitraum nötig. Trotz Behandlung kehrt die Prostataentzündung bei mehr als der Hälfte der Männer innerhalb eines Jahres zurück – es kommt zum Rückfall oder Rezidiv.

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Mini-Prostata im Labor gezüchtet

Doch wie genau funktioniert der Infektionsweg der Prostata? Forschende vermuten schon länger, dass die Bakterien in die Prostatazellen eindringen, um dort zu überleben und dem Immunsystem und den Antibiotika zu entkommen. Konkret nachweisen ließ sich diese „Überlebensstrategie“ der Bakterien aber bislang nicht. Einer Forschungsgruppe von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) gelang es jetzt, mehr Licht in das besondere Vorgehen der Bakterien zu bringen. Die Ergebnisse veröffentlichte sie im Fachmagazin Nature Microbiology.

Das Würzburger Forschungsteam züchtete im Labor eine Mini-Prostata, die das echte Prostatagewebe in seiner Struktur und Zellvielfalt genau nachbildete, ein sogenanntes Organoid aus adulten Stammzellen. Diese Zellen können sich in verschiedene Gewebetypen umwandeln. Anhand des Labor-Modells untersuchten sie, wie Bakterien genau die Infektion der Prostata gelingt. Sie konnten die Infektion Schritt für Schritt unter realistischen, kontrollierten Bedingungen nachvollziehen und genauer herausfinden, wie die Bakterien die Prostata angreifen. 

„Wir haben gezeigt, dass die Invasion von E. coli in Prostatazellen kein zufälliger Prozess ist, sondern eine hochgradig koordinierte Operation, die eine bestimmte Schwachstelle in der Zellarchitektur des Prostataepithels ausnutzt“, erklärt Dr. Carmen Aguilar, Studienleiterin am Institut für Molekulare Infektionsbiologie (IMIB) der Universität Würzburg. Das Bakterium E. coli könne nicht wahllos angreifen, sondern konzentriere sich auf einen bestimmten Zelltyp, die sogenannten Luminalzellen. Diese Zellen kleiden die Drüsenkanäle der Prostata aus und kommen als erste mit den Bakterien in Kontakt, wenn sie die Prostata erreichen.

Das Eindringen funktioniert nach einem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“. Das bakterielle Eiweiß namens „FimH“ fungiert als Schlüssel, der genau in ein Schloss auf der Oberfläche der Luminalzellen der Prostata passt. Die Forscher identifizierten dieses Schloss als den prostataspezifischen Rezeptor PPAP (prostataspezifische saure Phosphatase). Ein Rezeptor ist eine Bindungs- oder Andockstelle für ein Molekül. „Nur wenn das bakterielle Protein an diesen Prostatarezeptor bindet, können die Bakterien in die Zellen eindringen, sich dort sicher vermehren und die Infektion auslösen“, erklärt Aguilar. 

Infektion durch ein Zuckermolekül verhindern

Anschließend untersuchte das Team, wie sich dieser Mechanismus von Schlüssel und Schloss ausschalten lässt. Es entdeckte eine Möglichkeit, um diese Interaktion mit einem einfachen Zuckermolekül namens D-Mannose zu blockieren. Dieser Zucker, der schon zur Vorbeugung und Behandlung von Blasenentzündungen eingesetzt wird, fungiert als eine Art „Scheinschloss“. 

Statt an die echten Bindungsstellen auf den Prostatazellen binden die bakteriellen Schlüssel dann an dieses harmlose Zuckermoleküle. Auf diese Weise konnten die Forschenden wirksam verhindern, dass die Bakterien in die Prostatazellen eindringen. Im Laborversuch konnte der Einsatz von D-Mannose die Infektion der Prostata deutlich verringern. Das Zuckermolekül könnte daher eine neue Strategie sein, um Prostatainfektion vorzubeugen oder zu behandeln. 

Alternativen zu Antibiotika bei Prostatitis

Anhand des Organoid-Modells überprüft die Forschungsgruppe jetzt, wie das Bakterium E. coli nach dem Eindringen in die Prostatazellen überlebt und sich vermehrt. Auch die Infektionsstrategien anderer wichtiger Prostatakeime, zum Beispiel Klebsiella oder Pseudomonas, möchte sie genauer untersuchen.

Neue Behandlungsstrategien werden bei einer Prostataentzündung immer wichtiger, weil die Antibiotikaresistenzen zunehmen. Gängige Antibiotika wirken in diesem Fall nicht mehr ausreichend, weil die Bakterien unempfindlich oder resistent werden. „Angesichts der aktuellen Antibiotikaresistenzkrise ist es unser Ziel, neue Therapien zu entwickeln, die E. coli und andere Bakterien ohne den Einsatz von Antibiotika bekämpfen können. Zunächst müssen wir jedoch vollständig verstehen, wie diese Infektionen funktionieren“, sagt Aguilar. Solche Ansätze könnten aber eine wirksame Alternative zu herkömmlichen Antibiotika sein und einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz leisten.