Ein Bakterium in den menschlichen Harnwegen besitzt eine unerwartete Fähigkeit: Es kann Testosteron herstellen.
Die Forschenden untersuchten kultivierbare Bakterien aus Urinproben, die vor einer Prostatabiopsie gesammelt worden waren. Ihre Methode suchte nach solchen, die Steroidhormone umwandeln können. Unter den isolierten Mikroben erregten drei Stämme einer Art namens Actinobaculum massiliense ihre Aufmerksamkeit.
Kultur auf einem chromogenen Nährmedium, das zur Unterscheidung mehrerer für Harnwegsinfektionen verantwortlicher Mikroorganismen verwendet wird.
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Im Labor kann dieses Bakterium von einem natürlich im Körper vorkommenden Molekül, DHEA, ausgehen, um Testosteron herzustellen. DHEA dient menschlichen Zellen bereits als Ausgangsstoff für die Herstellung mehrerer Hormone. Das Ergebnis zeigt daher, dass auch eine in unserem Körper lebende Mikrobe einen Teil dieser Chemie ausführen kann.
Um zu verstehen, wie das funktioniert, suchte das Team nach den in der DNA des Bakteriums gespeicherten Anweisungen. Zwei Gene namens dirA und dirB produzieren Enzyme, die diese Moleküle verändern können. Ein Enzym ist ein Protein, das eine bestimmte chemische Reaktion erleichtert. Hier verändern diese Proteine schrittweise die Struktur von DHEA, bis aktivere Hormone entstehen.
Die beiden Enzyme arbeiten jedoch nicht auf dieselbe Weise. Experimente und molekulare Simulationen deuten darauf hin, dass DirA mehrere Umwandlungen durchführen kann. Die Tasche, in der sie das Molekül aufnimmt, ist groß genug, damit es seine Position verändern kann. DirB verfügt über einen engeren Raum und kann nur einen Teil der Reaktionen ausführen.
Diese Entdeckung ist insbesondere für die Prostataforschung von Interesse. Viele Krebsarten dieses Organs nutzen männliche Hormone, darunter Testosteron, um ihr Wachstum zu fördern. Einige Behandlungen zielen daher darauf ab, ihre Produktion im Körper zu verringern oder ihre Wirkung auf Krebszellen zu verhindern.
Es wäre jedoch verfrüht, daraus abzuleiten, dass dieses Bakterium Krebs begünstigt. Die Forschenden haben eine biochemische Fähigkeit unter Laborbedingungen nachgewiesen. Sie haben weder festgestellt, dass das von diesen Mikroben produzierte Testosteron einen Tumor erreicht, noch dass es dessen Entwicklung bei einem Menschen verändert.
Die Arbeit erweitert vor allem unser Wissen über das Harnmikrobiom, also die Gesamtheit der Mikroorganismen in den Harnwegen. Diese Bakterien sind nicht einfach nur vorhanden: Einige können von unserem eigenen Körper hergestellte Moleküle umwandeln und dadurch möglicherweise ihre unmittelbare Umgebung verändern.
Den Forschenden stehen nun zwei konkrete Gene zur Verfügung, die sie bei anderen Bakterien und in menschlichen Proben untersuchen können. Insbesondere muss noch festgestellt werden, ob diese Testosteronproduktion tatsächlich in den Harnwegen stattfindet und in ausreichender Menge erfolgt, um eine biologische Wirkung zu haben.