Nasenbakterien können Staphylococcus aureus mit Nährstoffen versorgen

Manche Menschen tragen Staphylococcus aureus dauerhaft in der Nase, andere nicht. Eine Studie der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) zeigt nun, dass die übrigen Bakterien der Nasenflora darüber mitentscheiden: Sie können das Wachstum des Erregers bremsen, aber auch fördern. Bei der Untersuchung von 512 menschlichen S.-aureus-Stämmen steigerte die Aminosäure Tyrosin bei 40 Stämmen das Wachstum. Die Arbeit unter Leitung des Mikrobiologen Simon Heilbronner ist in der Fachzeitschrift Microbiome erschienen.

S. aureus besiedelt viele Menschen unbemerkt, kann aber schwere Infektionen auslösen. Eine Übersichtsarbeit von 2018 hielt fest, bis zu 30 Prozent der Bevölkerung seien dauerhaft mit S. aureus in der Nase besiedelt. Warum der Keim bei manchen bleibt und bei anderen nicht, ist bislang nur teilweise verstanden.

Die Nasenflora lasse sich nicht einfach in „gute“ und „schlechte“ Bakterien einteilen, sagt Heilbronner. Entscheidend sei, welche Mikroorganismen zusammenleben und welche Nährstoffe sie einander bereitstellen oder entziehen, sagt Heilbronner.

Wie das Team die Nasenflora nachstellte

Das Team baute zunächst eine neue Sammlung von Nasenbakterien auf. Sie bildet bei gesunden Erwachsenen die Vielfalt innerhalb einzelner Freiwilliger auf Art- und Stammebene ab. Mit dieser Sammlung untersuchten die Forschenden systematisch Wechselwirkungen zwischen verschiedenen S.-aureus-Stämmen und Nasenbakterien, zunächst paarweise und danach in künstlich zusammengesetzten Gemeinschaften. Die Experimente liefen im Labor und in keimfrei gehaltenen Mäusen.

Für die Laborversuche diente ein synthetisches Nasenmedium, das wichtige Nährstoffeigenschaften des Nasensekrets nachbildet. Darin sind Glukose, Pyruvat und Succinat nur in geringer Menge vorhanden. Auch Aminosäuren kommen in niedriger Konzentration vor, sechs davon fehlen ganz, darunter Tyrosin und Methionin. Die Nase ist damit ein nährstoffarmes Umfeld mit wenigen Bakterien, in dem Zusammenarbeit der Mikroorganismen die Ressourcennutzung verbessern könnte.

Aus Messungen der Aminosäuren schlossen die Forschenden, dass die Gemeinschaften sich in ihrem Aminosäureprofil unterscheiden. Manche setzen bestimmte Aminosäuren frei, andere verbrauchen sie. Ob das die unterschiedlichen Wirkungen auf S. aureus erklärt, ist offen.

Tyrosin als Wachstumshilfe

Die Nasenbakterien beeinflussten das Wachstum von S. aureus stark, und zwar abhängig vom Stamm und von der jeweiligen Gemeinschaft. Die Wirkung unterschied sich also deutlich zwischen einzelnen Bakteriengemeinschaften und S.-aureus-Stämmen. In der paarweisen Analyse waren die Wechselwirkungen im nährstoffarmen Medium überwiegend unterstützend. Die Wirkung ließ sich nicht auf ein allgemeines Muster zurückführen.

Besonders deutlich zeigte sich der Nährstoffeffekt bei Tyrosin. Das Team stieß auf Stämme von S. aureus, die in der nährstoffarmen Nase zusätzliches Tyrosin benötigen, und auf Bakteriengemeinschaften, die diesen Mangel durch die Bereitstellung von Tyrosin ausgleichen. Ein solcher Stamm, in der Studie Sa A genannt, stammte aus der Nase eines Freiwilligen. Er war auxotroph für Tyrosin, kann die Aminosäure also nicht selbst herstellen, und wuchs im synthetischen Nasenmedium nur mit zugesetztem Tyrosin oder mit unterstützenden Gemeinschaften.

Tyrosin allein förderte das Wachstum bei 40 Stämmen, das sind 7,8 Prozent aller untersuchten Stämme und 8,2 Prozent der aus der Nase stammenden Stämme. Diese Stämme könnten demnach auf Aminosäuren freisetzende Gemeinschaften angewiesen sein, um sich in der nährstoffarmen Nase zu vermehren.

Die Abhängigkeit kann dem Erreger auch nützen: Ist genug Tyrosin vorhanden, spart S. aureus Ressourcen, weil er die Aminosäure nicht selbst herstellt. Im Vergleich zu einem Stamm, der Tyrosin selbst bilden kann, erreichte Sa A bei vorhandenem Tyrosin höhere Zelldichten. Im Tiermodell wirkten sich derartige Unterschiede im Stoffwechsel ebenfalls auf die Besiedlung aus, wenn andere Nasenbakterien vorhanden waren.

Ein Gegenbild zum Darm

Die Wechselwirkungen waren im nährstoffarmen Medium überwiegend unterstützend. Im nährstoffreichen Darm gilt Nährstoffkonkurrenz dagegen als wichtiger Abwehrmechanismus der ansässigen Bakterien gegen Erreger. Die Nase ist nährstoffarm und enthält nur geringe Mengen an Energiequellen und wenige Aminosäuren.

Einordnung

Dass die Nasenflora S. aureus beeinflusst, ist länger bekannt. Eine Übersichtsarbeit in Nature Reviews Microbiology von 2017 fasst zusammen, dass die stark variable Zusammensetzung der Nasenmikrobiota die Besiedlung fördern oder hemmen kann. Als mögliche Mechanismen nennt sie unter anderem Konkurrenz um Anheftungsstellen am Gewebe und um knappe Nährstoffe sowie antimikrobielle Substanzen der Nachbarbakterien. Eine Übersichtsarbeit von 2018 in Frontiers in Microbiology nennt Wechselwirkungen von Bakterien in der Nase als Faktor, der die Besiedlung beeinflusst und sie manchmal verhindert.

Die neue Studie ergänzt diesen Stand um die Nährstoffseite. Antibakterielle Moleküle anderer Nasenarten sind beschrieben. In den Experimenten gab es jedoch keine Hinweise auf Hemmhöfe, und die Gencluster für solche Stoffe passten nicht zu den beobachteten Effekten. Außerdem spielen Merkmale des Menschen eine Rolle: Die Besiedlung hängt laut Studie unter anderem vom Immunstatus sowie von Geschlecht, Alter, Hygiene und Kontakt mit dem Erreger ab.

Die Ergebnisse könnten für künftige Strategien interessant sein, die Nasenflora gezielt zu verändern, um S. aureus zu verdrängen. Wer eines Tages probiotische Bakterien gegen S. aureus einsetzen wolle, müsse die Wechselwirkungen verstehen, sagt Heilbronner. Ziel seien Gemeinschaften, die dem Erreger Ressourcen entziehen, nicht solche, die ihn unbeabsichtigt mit Nährstoffen versorgen.

Wie belastbar ist das?

• Es handelt sich um eine in einer Fachzeitschrift veröffentlichte Laborstudie mit Bakterienkulturen und keimfrei gehaltenen Mäusen, nicht um eine Untersuchung an Patienten.
• Die Sammlung stammt von elf gesunden Freiwilligen; die Tyrosin-Prüfung umfasste 512 menschliche S.-aureus-Stämme. Die Gemeinschaftsversuche liefen mit fünf Nasengemeinschaften, die Mausversuche mit einem Stamm.
• Zu Förderung und Interessenkonflikten der Autoren liegen keine bestätigten Angaben vor.
• Ob die Gemeinschaften Tyrosin aktiv abgeben, lässt sich mit den Experimenten nicht klären.
• Die Studie zeigt nicht, dass sich die Nasenflora bereits gezielt zur Verdrängung von S. aureus einsetzen lässt.

Offene Fragen

Für viele der beobachteten Wechselwirkungen sind die zugrunde liegenden Stoffe noch nicht bekannt. Tyrosin ist nur ein Beispiel unter mehreren möglichen Nährstoffen. Unklar ist auch, auf welchem Weg Aminosäuren aus den Bakterienzellen in die Umgebung gelangen: durch aktive Freisetzung oder durch Zelllyse.

Offen ist ferner, wie stark die Nährstoffwechselwirkungen die Besiedlung beim Menschen tatsächlich prägen.

Weitere Quellen

• Pressemitteilung „Nasales Mikrobiom: Wenn Nachbarn Krankheitserreger mitversorgen“, Informationsdienst Wissenschaft (idw). Quelle, abgerufen am 02.11.2026
• Übersichtsarbeit: The commensal lifestyle of Staphylococcus aureus and its interactions with the nasal microbiota, Nature reviews. Microbiology (2017). Quelle, abgerufen am 02.11.2026
• Übersichtsarbeit: Staphylococcus aureus Nasal Colonization: An Update on Mechanisms, Epidemiology, Risk Factors, and Subsequent Infections, Frontiers in microbiology (2018). Quelle, abgerufen am 02.11.2026

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