Tschechische Forscher enthüllen Geheimnis des Keuchhustens in "Science"

Molekularer Haken nach hundert Jahren entdeckt

Über hundert Jahre nach der Entdeckung des Bakteriums Bordetella pertussis blieb es ein Rätsel, wie genau sich der Erreger des Keuchhustens so fest in den Atemwegen des Menschen verankern kann. Dieser entscheidende Mechanismus wurde nun von einem internationalen Forschungsteam aufgedeckt, in dem Wissenschaftler des Instituts für Mikrobiologie der Tschechischen Akademie der Wissenschaften eine wesentliche Rolle spielten. Die Ergebnisse der Studie wurden im Februar 2026 in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Protein FhaB als molekularer Anker

Im Mittelpunkt der Entdeckung steht das Protein filamentöse Hämagglutinin (FhaB) – das größte Adhäsin des Bakteriums Bordetella pertussis. Jahrzehntelang konzentrierten sich die Forscher auf ein kürzeres, sogenanntes „reifes“ Fragment dieses Proteins und gingen davon aus, dass die volle Länge des Moleküls keine entscheidende Rolle spielt. Die neue Studie hat gezeigt, dass sie sich geirrt haben.

Die Forscher wiesen nach, dass FhaB eine C-terminale Domäne (FhaB-CT) enthält, die direkt in die Zellen der Atemwege transportiert wird und sich dort an Mikrotubuli innerhalb des Flimmerapparats bindet. Das Bakterium setzt sich zunächst auf die Spitzen der Flimmerhärchen, um dann mithilfe von FhaB bis zur Basis des Flimmerepithels „abzusteigen“ – an einen Ort, an dem es vor dem natürlichen Reinigungsmechanismus der Atemwege, der sogenannten mukoziliären Clearance, geschützt ist.

„Es war lange unklar, wie sich die Bakterien an die Zellen der Atemwege anheften. Jetzt wissen wir, dass sie FhaB als molekularen Anker verwenden“, beschreibt der Co-Autor der Studie, Michael Costello von der UC Santa Barbara, den Mechanismus.

Schlüsselrolle tschechischer Wissenschaftler

An der Forschung beteiligt waren Peter Šebo, Ladislav Bumba, Jana Holubová, Abdul Samad und Ondřej Staněk vom Institut für Mikrobiologie der AV ČR in Prag. Die tschechische Gruppe, die zu den weltweit führenden Forschern auf dem Gebiet der Bordetella-Pathogene gehört, trug insbesondere zur funktionellen Analyse der Proteindomänen und zu Experimenten mit menschlichen Nasenepithelien bei. Die Studie ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit mit dem Team von Christopher Hayes von der University of California in Santa Barbara und Forschern der UC Irvine.

Direkte Auswirkungen auf die Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika

Die Entdeckung hat wesentliche praktische Konsequenzen. Die heutigen Keuchhustenimpfstoffe zielen nicht auf die FhaB-CT-Domäne ab – die neuen Erkenntnisse zeigen, dass gerade dieser Bereich des Proteins entscheidend für die Infektion und gleichzeitig ein potenziell verwundbarer Punkt des Bakteriums ist. Die Blockierung der Bindung von FhaB-CT an Mikrotubuli könnte:

• die Anheftung des Bakteriums in den Atemwegen verhindern,
• als Grundlage für Impfstoffe der neuen Generation mit längerer Wirkdauer dienen,
• die Entwicklung von Antiinfektiva inspirieren, die anstatt Bakterien abzutöten, einfach deren Anheftung verhindern.

Keuchhusten kehrt zurück – global und in Tschechien

Die Forschung kommt zu einem Zeitpunkt, an dem die WHO eine alarmierende Rückkehr des Keuchhustens registriert. Im Jahr 2024 wurden weltweit fast 977.000 Fälle gemeldet – etwa das Sechsfache im Vergleich zum Jahr 2023. Der Anstieg betrifft auch hochgeimpfte Länder: Europa verzeichnete über 296.000 Fälle, die Vereinigten Staaten mehr als 35.000. Experten weisen auf die nachlassende Immunität – den abnehmenden Schutz der bestehenden Impfstoffe – und auf die Verschiebung der Krankheit in ältere Altersgruppen hin.

Gerade in diesem Kontext gewinnt die Prager Entdeckung eine besondere Dringlichkeit: Das Verständnis der molekularen Grundlagen der Infektion ist der erste Schritt, um das Bakterium zu stoppen, bevor es sich überhaupt im Körper des Wirts ansiedelt.

Fazit: Durchbruch nach hundert Jahren

Die Veröffentlichung in Science bestätigt, dass die tschechische Mikrobiologie zur Weltspitze gehört. Die Aufdeckung der Funktion von FhaB-CT schreibt die Lehrbuchmeinung über die Infektion mit Bordetella pertussis neu und eröffnet einen realen Weg zu wirksameren Schutzmaßnahmen vor einer Krankheit, die auch im 21. Jahrhundert Hunderttausende schwerer Erkrankungen pro Jahr verursacht.