Serratia marcescens

Serratia marcescens
Serratia marcescens-Kolonien auf der Oberfläche eines Agargels in einer Petrischale

Serratia marcescens-Kolonien auf der Oberfläche eines Agargels in einer Petrischale

Systematik
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Gammaproteobacteria
Ordnung: Enterobacteriales
Familie: Enterobacteriaceae
Gattung: Serratia
Art: Serratia marcescens
Wissenschaftlicher Name
Serratia marcescens
Bizio 1823
Kolonien von Serratia marcescens auf einer Agarplatte

Serratia marcescens ist ein Bakterium, das zur Familie der Enterobakterien und zur Gattung Serratia gehört.

Mikrobiologische Eigenschaften

Zur Art Serratia marcescens gehören gramnegative, fakultativ anaerobe, nicht sporenbildende, sich aktiv mit peritrich angeordneten Geißeln bewegende, stäbchenförmige Bakterien. Sie produzieren die hydrolytischen Enzyme DNase, Chitinase und Lipase und verflüssigen Gelatine. Serratia marcescens bildet die Restriktionsendonuklease SmaI, die in der Molekularbiologie eingesetzt wird.

Sie kommen ubiquitär im Boden, Wasser, auf Tieren und Pflanzen vor und sind in der Regel harmlose Saprobionten (Destruenten organischer Stoffe). Die Bakterien können problemlos auf gängigen Medien kultiviert werden. Sie bilden in der Regel ein rotes Pyrrol-Pigment (Prodigiosin, von lateinisch prodigium = Wunderzeichen, siehe unter Historisches), wodurch die Kolonien rot gefärbt sind (siehe Bild). Das Genom von Serratia marcescens wurde vom Sanger Institute (Cambridge, Großbritannien) vollständig sequenziert. Es besteht aus einem einzigen in sich geschlossenen DNA-Strang („Bakterien-Chromosom“) und hat eine Länge von 5,1 MBp.

Bedeutung als Krankheitserreger

Bei Serratia marcescens handelt es sich um einen fakultativen (opportunistischen) Krankheitserreger. Es kann bei entsprechend immungeschwächten Personen folgende Krankheiten verursachen: Harnwegsentzündungen, Sepsis, Pneumonie, Endokarditis, Meningitis, Osteomyelitis.

Früher wurde das Bakterium als vollständig apathogen (nicht krank machend) betrachtet, erst in den letzten Jahrzehnten wurde die zunehmende Bedeutung als Erreger nosokomialer Krankheiten erkannt.

Wissenschaftler haben nunmehr nachgewiesen, dass Serratia marcescens bei Steinkorallen der Art Acropora palmata die sogenannte White pox Krankheit[1] auslöst.[2] Gentests und Laborversuche ergaben, dass dieser für Korallen tödliche Keim nicht von anderen Tieren stammt, sondern aus Abwässern des Menschen.[3]

Ausbreitung

Die Bakterien kommen überall im Boden, Wasser, auf Tieren und Pflanzen vor. Die Infektion kann daher aus der Umgebung, aber auch von Mensch zu Mensch durch direkten Kontakt oder Tröpfcheninfektion erfolgen. Bei gesunden, immunkompetenten Menschen führt der Kontakt mit dem Erreger üblicherweise nicht zur Entstehung einer Krankheit.

Häufigkeit der Erkrankungen

Serratia marcescens ist ein seltener Krankheitserreger. Harnwegsentzündungen werden in etwa 2 % der Fälle durch dieses Bakterium verursacht. Bei Pneumonie und Sepsis bewegt sich der Anteil um 1 %. Diese Zahlen gelten für ambulant erworbene Infektionen, bei nosokomialen Infektionen liegt die Rate tendenziell etwas höher.

Therapie

Die Behandlung einer durch Serratia marcescens verursachten Krankheit sollte, wann immer möglich, nach Resistenzprüfung (Antibiogramm) durchgeführt werden. Die „kalkulierte“ Therapie kann mit einem Cephalosporin der dritten Generation (z. B. Cefotaxim), einem Fluorchinolon oder einem Carbapenem begonnen werden, ggf. in Kombination mit einem moderneren Aminoglykosid, z. B. Amikacin.

Problematisch für die Therapie ist insbesondere die Fähigkeit von S. marcescens, extended-spectrum-β-Lactamasen (ESBL) zu produzieren. Damit können die Bakterien Antibiotika vom β-Lactam-Typ (z. B. Penicilline, Cephalosporine) unwirksam machen.

Diagnostik

Die Diagnose erfolgt durch Kultivierung des Erregers aus Blut- und Urinkulturen, Bronchialsekret oder bronchoalveolärer Lavage. Nach Anlegen einer Reinkultur kann die Spezies am einfachsten mit biochemischen Methoden („Bunte Reihe“) bestimmt werden.

Historisches

Serratia marcescens wurde 1819 auf verdorbener Polenta von dem Pharmazeuten Bartolomeo Bizio aus Padua entdeckt. Er hielt die Kolonien des Bakteriums auf der Polenta für einen Pilz und benannte ihn Serratia nach seinem Physiklehrer, dem Physiker und Dampfschiffkonstrukteur Serafino Serrati aus Florenz, und wegen seiner weichen Konsistenz marcescens (lateinisch marcescere = erschlaffen). Christian Gottfried Ehrenberg benannte ohne Kenntnis von Bizios Entdeckung das Bakterium 1848 Monas prodigiosa.

Man schreibt Serratia marcescens das „Wunder von Bolsena“ und andere Blutwunder zu. Sein ursprünglicher Name Bacterium prodigiosum und die Bezeichnung des von ihm gebildeten Farbstoffs Prodigiosin gehen auf den Zusammenhang mit diesen scheinbaren Wundern zurück: lateinisch prodigium, „Wunderzeichen“.

2007 benutzen Wissenschaftler Bakterien dieser Art, um kleine Lasten durch eine Flüssigkeit zu bewegen. Ziel dieser Forschung ist es, Transportmechanismen für Mikromaschinen zu entwickeln.

Siehe auch

  • Blutwunder
  • Filtermembran: S. marcescens wird zur Prüfung von Filtermembranen der Porengröße 0,45 µm herangezogen.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. White pox disease in der englischsprachigen Wikipedia
  2. Kathryn L. Patterson et al.: The etiology of white pox, a lethal disease of the Caribbean elkhorn coral, Acropora palmata. In: Proc Natl Acad Sci U S A, Vol. 99, Nr. 13, 25 Juni 2002, S. 8725–30, PMID 12077296
  3. Kathryn Patterson Sutherland et al.: Human Pathogen Shown to Cause Disease in the Threatened Eklhorn Coral Acropora palmata. In: PLoS ONE, Vol. 6, Nr. 8, e23468, DOI:10.1371/journal.pone.0023468
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