Shigella nutzt krankheitsvermittelnde Proteine, um menschliche Zellen zu beeinflussen. Mit Hilfe dieser Proteine vermag Shigella in kürzester Zeit in jede beliebige Körperzelle einzudringen und aus dem Gefängnis innerhalb der Zellen, das heißt, der Vakuole, zu entkommen. Bei der Untersuchung dieses Mechanismus stießen Yvette Weinrauch von der New York University und Arturo Zychlinsky vom Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin auf den folgenden Widerspruch: Wenn Shigella aus der Vakuole der Abwehrzellen "fliehen" kann, in der das Bakterium eigentlich getötet werden soll, dann müssten Shigella-Infektionen eigentlich immer tödlich verlaufen. Doch glücklicherweise erholen sich die meisten Menschen nach einer akuten Ruhr-Infektion wieder.

Die Forscher vermuteten die Lösung dieses Widerspruchs in einem bestimmten Typ von weißen Blutzellen, den neutrophilen Granulozyten: Zum einen treten diese Blutzellen bei Shigella-Infektionen in großer Zahl auf, zum anderen sind sie mit Waffen ausgerüstet, die Bakterien töten können, wenn diese in eine Vakuole eingesperrt sind. In Zusammenarbeit mit Jerry Weiss, der jetzt an der Iowa University arbeitet, fanden Zychlinsky und Weinrauch zu ihrer Überraschung heraus, dass Shigellen, anders als in anderen Zellen, in neutrophilen Blutzellen tatsächlich in Vakuolen eingeschlossen bleiben und sich nicht daraus befreien können.

Warum bleibt Shigella in den Vakuolen der neutrophilen Blutzelle? Auf der Suche nach der Antwort entdeckten die Forscher einen Mechanismus, mit dem die neutrophilen Blutzellen nicht nur Shigella, sondern auch andere Infektionserreger entwaffnen. Neutrophile Blutzellen produzieren nämlich das Enzym Elastase, das mit einer beeindruckenden Effizienz krankheitsvermittelnde Proteine erkennen und zerstören kann. Dazu gehören auch die Proteine, welche Shigella für die Flucht aus der Vakuole benötigt. Auf diese Weise halten die neutrophilen Blutzellen Shigella so lange gefangen, bis andere Abwehrmechanismen mobilisiert sind, die das Bakterium zerstören.

Hingegen können neutrophile Blutzellen mit deaktivierter Elastase Shigellen nicht in der Vakuole zurückhalten, sodass die Bakterien den Angriff überleben und als Sieger hervorgehen, wie Tests zeigten, die gemeinsam mit Steve Shapiro von der Harvard Medical School durchgeführt wurden. Hierbei stellten die Forscher außerdem fest, dass Elastase nicht nur die krankheitsvermittelnden Proteine von Shigellen zerstören kann, sondern auch die von Salmonellen und Yersinien, den Erregern von Typhus und Pest.

Zychlinsky sieht wichtige Anwendungsmöglichkeiten seiner Forschungsergebnisse: "Noch haben wir eine Reihe von Fragen nicht beantwortet, wie zum Beispiel: Wie wird die Elastase rechtzeitig bereitgestellt? Wie kann sie die krankheitsvermittelnden von normalen Proteinen eines Bakterium unterscheiden? Doch trotzdem ermöglicht unsere Entdeckung bereits jetzt die Entwicklung einer neuer Generation von Antibiotika, die darauf abzielen, krankheitsvermittelnde Proteine von Infektionserregern zu neutralisieren, statt wie bisher ohne Unterschied jeden Mikroorganismus."