Hefepilz tarnt sich mit einem „Umhang“
Bei dem Begriff „Tarnumhang“ denken viele Menschen vermutlich an Harry Potter, das Nibelungenlied oder an andere märchenhafte Geschichten. Den wenigsten werden Hefepilze in den Sinn kommen. Und doch ist es eine Art Tarnumhang, die den Hefepilz Cryptococcus neoformans zu etwas Besonderem macht. Dr. Margareta Hellmann, Postdoktorandin am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, interessiert sich für diese Art Überwurf, der es dem Pilz ermöglicht, dem menschlichen Immunsystem ein Schnippchen zu schlagen. „Ich will wissen, wie das auf molekularer Ebene funktioniert“, unterstreicht sie.
Während ihrer Doktorarbeit ging sie einer heißen Spur nach – einer Hypothese, der zufolge ein Bestandteil der Zellwände des Hefepilzes eine Schlüsselrolle bei dem Versteckspiel innehat. Normalerweise enthalten die Zellwände von Pilzen das weitverbreitete Biopolymer Chitin, das aus langen Ketten von Zuckereinheiten besteht. Es kommt auch in Krabbenschalen und Insektenpanzern vor. Der Pilz Cryptococcus neoformans besitzt jedoch vier Enzyme, die das Chitin in seiner Zellwand in ein anderes, verwandtes Zuckerpolymer umwandeln: in Chitosan. Während das Immunsystem Chitin sofort erkennt, reagiert es deutlich schlechter auf Chitosan – soweit jedenfalls die Vermutung.
Cryptococcus neoformans ist weltweit verbreitet und kommt vor allem in Vogelkot vor. Durch Einatmen kann er in die Lunge gelangen und sich weiter ins Gehirn ausbreiten. Dort kann er eine Entzündung des Hirns und der Hirnhäute hervorrufen. Eine Infektion ist für gesunde Menschen in der Regel kein Problem, aber für immunschwache Menschen kann sie gefährlich werden. So infizieren sich jährlich beispielsweise 150.000 AIDS-Patientinnen und -Patienten mit dem Pilz; davon sterben rund 110.000. „Das Problem ist die Kombination aus schwachem Immunsystem und dem Tarnumhang des Pilzes“, betont Margareta Hellmann, die für ihre Doktorarbeit kürzlich einen Promotionspreis der Studienstiftung des deutschen Volkes erhielt und bereits 2025 durch das Rektorat der Universität Münster ausgezeichnet worden war.
Die Nachwuchswissenschaftlerin hat tiefe Einblicke in das Zusammenspiel zwischen dem Pilz und dem menschlichen Immunsystem erhalten, die ihre Ausgangshypothese stützen. Unter anderem charakterisierte sie die Enzyme, die an der Umwandlung von Chitin in Chitosan beteiligt sind. Mit einem Forschungsteam der Duke University (USA) zeigte sie beispielsweise auch: Je mehr Bausteine des Tarnumhangs dem Pilz fehlen, desto eher wird er durch das Immunsystem erkannt.
Weltweit erforschen viele Arbeitsgruppen aus verschiedenen Disziplinen wie Immunologie, Mikrobiologie, Biochemie und Informatik das Zusammenspiel zwischen dem Hefepilz und dem Immunsystem. „Es gibt Überlegungen, gezielt genetisch veränderte Pilzzellen ohne Chitosan, also ohne Tarnumhang, für die Entwicklung eines Impfstoffs zu nutzen, der immunschwachen Menschen helfen könnte“, erklärt Margareta Hellmann. Spannend sei aber auch noch etwas anderes: „Es gibt Pilzarten, die die gleiche Tarnstrategie nutzen, aber Pflanzen befallen. Auch bei den Pflanzen werden viele Abwehrmechanismen gegen pilzliche Krankheitserreger durch Chitin angekurbelt.“ Ihre Erkenntnisse könnten daher auch für die Landwirtschaft nützlich sein.
Hintergrund: Chitosan
„Das eine“ Chitosan gibt es nicht – es handelt sich um eine große Familie, die zahllose ähnliche Moleküle umfasst. Chitosane sind Ketten aus zwei verschiedenen Zuckereinheiten. Deren genaue Struktur bestimmt die Wirkung. Chitosane können beispielsweise aus Krabbenschalen gewonnen werden, die massenhaft als Abfall vorhanden sind, und werden etwa für Anwendungen in der Medizin, in der Landwirtschaft oder zur Abwasserreinigung verwendet.
Autorin: Christina Hoppenbrock
Dieser Artikel stammt aus der Unizeitung wissen|leben Nr. 2, 1. April 2026.