Kapselstrukturen

Kapselstrukturen bezeichnet man als extrazelluläre Schichten, die außerhalb der Zellhülle vieler Mikroorganismen liegen. Sie bestehen häufig aus Polysacchariden; bei manchen Arten kommen auch Proteine oder Polypeptide vor, zum Beispiel poly-D-glutaminsäure bei Bacillus anthracis. In Pilzen wie Cryptococcus neoformans besteht die Kapsel vorwiegend aus Glucuronoxylomannan. Die Kapsel bildet eine deutlich abgegrenzte, wasserhaltige Schicht und liegt außerhalb der Zellwand; der Grad ihrer Ausprägung kann variieren.

Entstehung erfolgt durch sekretorische Prozesse der Zelle und ist oft von Umweltbedingungen abhängig, etwa Feuchtigkeit, Nährstoffe oder Temperatur. Zu den Funktionen gehören Schutz vor Desiccation, Förderung der Adhäsion, Unterstützung der Biofilmbildung, Schutz vor Phagozytose und Immunantworten sowie Resistenz gegenüber bestimmten Antikörpern. Kapseln können den Stoffaustausch mit der Umwelt beeinflussen und ihre Anfälligkeit für Abbau-Enzyme variieren.

Klinisch relevant sind kapselbildende Mikroorganismen, die häufig als virulent gelten. Beispiele sind Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae Typ b, Neisseria meningitidis und Bacillus anthracis. Kapseln dienen zudem als Zielstrukturen für Impfstoffe (Kapseltypen in Konjugatimpfstoffen) und werden in der Diagnostik serologisch oder durch Färbungen untersucht (zum Beispiel Quellungstest, India-Ink-Färbung bei bestimmten Pilzen).

In Biofilmen tragen Kapseln zur Stabilität und zum Schutz der mikrobiellen Gemeinschaft bei und beeinflussen Diffusionen sowie Interaktionen mit Wirtszellen. Insgesamt sind Kapselstrukturen wichtige Bestandteile der Mikrobiologie, Immunologie und Medizin, die Pathogenese, Diagnostik und Immunisierung beeinflussen.