Chlamydien verursachen unter anderem sexuell übertragbare Infektionen und das Trachom, eine schwere Augenentzündung. „Dass Chlamydien auch in der Umwelt weit verbreitet sind und dort in Tieren aber vor allem innerhalb von Einzellern wie Amöben leben, ist nur wenigen bekannt“, sagt Mikrobiologe Matthias Horn von der Universität Wien. Gemeinsam mit seinem Team hat er eine außergewöhnliche Anpassung dieser Bakterien beschrieben, die neue Einblicke in deren Evolution gibt.
Kollektives Verhalten sozialer Amöben
In ihrer aktuellen Studie konzentrieren sich die Wissenschafter*innen auf sogenannte soziale Amöben der Gattung Dictyostelium. Obwohl diese Amöben üblicherweise als Einzeller in Böden leben, strömen bei Nahrungsmangel Zehntausende dieser Einzeller zusammen, um gemeinsam komplex aufgebaute Fruchtkörper zu bilden.
An der Spitze der Fruchtkörper befinden sich Amöbensporen, die in die Umwelt verteilt werden und so das Überleben der Population sichern. „Dieses kollektive Verhalten stellt nicht nur eine faszinierende biologische Strategie dar, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für Symbionten wie Chlamydien, sich innerhalb der Wirtspopulation zu verbreiten“, erklärt Erstautor Lukas Helmlinger.
Zweiphasiger Entwicklungszyklus
Tatsächlich konnte das Forschungsteam zeigen, dass die untersuchten Chlamydien – eine neu beschriebene Art namens Reclusachlamydia socialis – ihre Wirtszellen während dieser sozialen Phase direkt infizieren, ohne je eine extrazelluläre Form auszubilden. „Alle bisher bekannten Chlamydien durchlaufen einen zweiphasigen Entwicklungszyklus mit einer widerstandsfähigen infektiösen Form, die außerhalb der Wirtszelle überdauern kann. Diese Form fehlt hier vollständig“, so Helmlinger.
Der Verlust der extrazellulären Form ist nicht nur mikroskopisch sichtbar, sondern auch genetisch: „Diesen Chlamydien fehlen zentrale Gene, die für das Überleben in dieser Phase essenziell sind“, sagt der Studienleiter Matthias Horn. Stattdessen besitzen die Bakterien zahlreiche Proteine, die Proteinen von Tieren, Pflanzen oder Einzellern ähneln und vermutlich gezielt in Wirtsprozesse eingreifen.
Evolution zum Krankheitserreger
Für das Forschungsteam ist das ein möglicher evolutionärer Zwischenschritt: „Die enge Verbindung zur Wirtszelle und die Anpassung an eine multizelluläre Lebensweise könnten frühe Stadien auf dem Weg zum Krankheitserreger bei Tieren widerspiegeln“, meint Horn. Der Verzicht auf die extrazelluläre Phase sei in diesem Zusammenhang nicht ein Verlust, sondern eine Spezialisierung: „Wenn der Wirt regelmäßig Zell-Zell-Kontakt herstellt, ist eine überlebensfähige Form außerhalb der Zelle schlicht überflüssig.“
Die Studie eröffnet neue Perspektiven auf die Entstehung symbiotischer und pathogener Lebensstile bei Bakterien. In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden untersuchen, welche genetischen Mechanismen diesen Wandel ermöglichen und ob ähnliche Anpassungen auch bei anderen Umweltchlamydien vorkommen.
Quelle: Universität Wien
Originalpublikation: Lukas Helmlinger et al.; The adaptation of chlamydiae to facultative host multicellularity; Current Biology, Juli 2025, DOI: 10.1016/j.cub.2025.06.014
