Eine Beschreibung des TB-Keims: Mycobacterium tuberculosis
Im Jahr 1882 entdeckte der deutsche Mikrobiologe Robert Koch die Ursache der Tuberkulose. Damit bestätigte er, dass Tuberkulose eine Krankheit ist, die von Mensch zu Mensch übertragen werden kann. Er nannte den Erreger, den er entdeckt hatte, Tuberkelbazillus. Einige Jahre später entdeckte man, dass der Erreger der Lepra diesem Tuberkelbazillus ähnelt, und beide wurden zusammen in eine Gruppe namens Mycobacterium eingeordnet.
Der lila stäbchenförmige Organismus ist ein TB-Bakterium. Dieser Name, der so viel wie „Pilz-Bakterium“ bedeutet, bezieht sich auf die Form des Bazillus, wenn er im Labor wächst: Unter dem Mikroskop betrachtet, bildet er haufenweise kleine Stäbchen mit schützenden Schichten um sich herum und sieht somit wie ein Pilz aus.
Der Bazillus, der für die Tuberkulose verantwortlich ist, heißt Mycobacterium tuberculosis. Mit dem Fortschreiten der wissenschaftlichen Methoden fanden Forscher heraus, dass sich nicht nur Menschen mit TB infizieren, sondern dass es auch eine Form des Tuberkels gibt, die Kühe und anderes Vieh infiziert. Abgeleitet von dem lateinischen Wort für „Kuh“ wurde dieser Bazillus Mycobacterium bovis genannt. In den letzten Jahrzehnten wurden eine Reihe anderer Untergruppen von Mykobakterien entdeckt, die jetzt allgemein als Mykobakterien außer Tuberkulose (MOTT) bezeichnet werden. In Südafrika werden 99% aller TB-Infektionen beim Menschen durch Mycobacterium tuberculosis verursacht, obwohl eine kleine Anzahl von Infektionen auf Mycobacterium bovis zurückzuführen ist.
Eine wichtige „künstliche“ Version von Mycobacterium bovis ist der BCG-Impfstoff: Im frühen 20. Jahrhundert entwickelten Wissenschaftler eine Version des Bazillus namens Bacillus Calmette-Guérin (BCG), die viel weniger infektiös und aggressiv war. Diese Version wird nun zur Impfung von Menschen verwendet. Indem es in den Körper injiziert wird, löst es eine Reaktion des Immunsystems aus und baut eine bessere Immunantwort gegen das „echte“ Mycobacterium tuberculosis auf – während es gleichzeitig harmlos genug ist, um keine TB-Infektion zu verursachen.
Mycobacterium tuberculosis wird durch direkte Sonneneinstrahlung schnell abgetötet. Wird es vor Sonnenlicht geschützt, bleibt es bis zu zehn Wochen lang lebendig und infektiös (zum Beispiel in getrocknetem Speichel). Es handelt sich um einen kleinen Bazillus, der den meisten Desinfektionsmitteln widerstehen kann und oft im Ruhezustand verbleibt. Um zu überleben, benötigt es Sauerstoff: Es wird daher als aerobes Bakterium bezeichnet. Mycobacterium tuberculosis wächst langsam: Es vermehrt sich alle 24 bis 48 Stunden. Das ist extrem langsam für Bakterien. Es gibt andere Bakterien, die sich alle 20 Minuten vermehren.
Der Bazillus hat einen stäbchenförmigen Körper und ist etwa 0,2 Millimeter lang. Er ist mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen, man braucht ein Mikroskop, um ihn zu entdecken. Der Körper des Bazillus ist von einer Zellwand umgeben, die den Inhalt der Zelle gegen die äußere Umgebung schützt. Im Inneren des Bazillus befinden sich so genannte Organellen, kleine Mikroeinheiten, die dafür sorgen, dass der Bazillus die Energie erzeugen kann, die er zum Überleben braucht.
In seiner Anatomie ähnelt Mycobacterium tuberculosis vielen anderen Bakterien, aber es hat einzigartige Eigenschaften, die es schwierig machen, es zu diagnostizieren und zu behandeln. Seine Zellwand ist außerordentlich dick und komplex. An der Zellwand sitzt eine Substanz namens Mykolsäure, die den Bazillus vor der Immunantwort des Körpers schützt. Diese Mykolsäuren sind auch für ein besonderes Merkmal aller Mykobakterien verantwortlich, das bei diagnostischen Tests zur Identifizierung von Mycobacterium tuberculosis verwendet wird.
Gemeinsam werden Bakterien identifiziert, indem die Laboroberfläche, auf der sie wachsen, mit Farbstoffen versehen wird. Dieser Vorgang wird als „Färbung“ bezeichnet. Verschiedene Bakterien reagieren unterschiedlich auf Färbemittel, was es Wissenschaftlern ermöglicht, sie zu unterscheiden. Wegen seiner dicken Zellwand mit den Mykolsäuren reagiert das Mycobacterium tuberculosis nicht sehr gut auf Färbemittel. In der Tat ist es sehr schwierig, jedes Mykobakterium zu färben.
Es gibt eine spezielle Technik, um Mykobakterien zu färben: die Ziehl-Neelsen-Färbung, benannt nach den beiden deutschen Ärzten, die sie zuerst beschrieben. Bei der Färbung mit der Ziehl-Neelsen-Färbung nehmen die Mykolsäuren die Farbe schnell an und bleiben im Inneren des Bazillus erhalten. Unter dem Mikroskop ist der Bazillus als leuchtend rotes Stäbchen zu sehen, während die Oberfläche, auf der er wächst, blau gefärbt ist.
Alle Bakterien, die auf diese Weise auf eine Ziehl-Neelsen-Färbung reagieren, nennt man säurefeste Bakterien. Die Färbetechnik wird für die Diagnose einer TB-Infektion verwendet. Eine Probe des Sputums (der aus den unteren Atemwegen abgehustete Schleim) wird mit der Ziehl-Neelsen-Färbung angefärbt. Wenn säurefeste Bakterien entdeckt werden, handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um Mycobacterium tuberculosis. Auf dem Laborbericht steht dann „AFB positiv“, was bedeutet, dass säurefeste Bakterien nachgewiesen wurden und der Patient an TB leidet.