Ergebnisbericht 2010/11 - Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

WISSENSCHAFTLICHER ERGEBNISBERICHT | Infektion und Immunität | Wirt-Pathogen-Interaktionen
02 Wirt-Pathogen-Interaktionen
THEMENSPRECHER | Prof. Dr. Klaus Schughart | Abteilung für Infektionsgenetik | kls@helmholtz-hzi.de
Die verschiedenen Interaktionen zwischen Pathogen und Wirt haben einen entscheidenden Einfl uss auf den Schweregrad einer
Infektionserkrankung. Bisherige Untersuchungen haben sich im Wesentlichen auf die spezifi schen Virulenzfaktoren des Pathogens
konzentriert, während unser Wissen über wichtige Faktoren auf der Wirtsseite sehr begrenzt ist. Hierbei spielen sowohl Umwelt-
faktoren als auch genetische Faktoren des Wirts eine wesentliche Rolle. Gleichermaßen ist über die Zusammensetzung von
bakteriellen Gemeinschaften im Wirt und darüber, wie diese die Aktivität von pathogenen Mikroben beeinfl ussen, nur sehr wenig
bekannt. Auch sind viele Pathogene in der Lage, die Speziesbarriere zu überschreiten und so von tierischen Reservoirs auf den
Menschen überzutreten. Über diese Prozesse und über die Anpassungsmechanismen der Pathogene an verschiedene Wirts-
organismen ist bislang nur wenig bekannt.
Ziel dieses Themengebietes ist es daher, ein besseres Verständnis für die Komplexität der Interaktionen von Wirt und pathogenen
Mikroorganismen zu erhalten. Die verschiedenen Forschungsprojekte haben zum Ziel, die Wirtsfaktoren zu identifi zieren, welche
die Empfi ndlichkeit oder die Resistenz gegenüber Infektionserkrankungen beeinfl ussen. Zudem sollen die molekularen Mechanismen
der Überschreitung der Speziesbarriere untersucht werden, und es soll studiert werden, wie mikrobielle Gemeinschaften die Antwort
des Wirts gegenüber einem Pathogen verändern können.
Mikrobielle Gemeinschaften und ihre Bedeutung für den Verlauf von Infektionserkrankungen
In der Mundhöhle wurden bislang etwa 500 verschiedene bakterielle Spezies identifi ziert. Viele davon sind in der Lage, Biofi lme
in sogenannten Dentalplaques auszubilden. Um Biofi lme ausbilden zu können, müssen die verschiedenen bakteriellen Spezies
miteinander kommunizieren. Daher untersuchen wir die molekularen Grundlagen der bakteriellen Kommunikationswege und Mög-
lichkeiten, diese spezifi sch zu stören.
In der Lunge von Mukoviszidose-Patienten stellt das Bakterium Pseudomonas aeruginosa den am häufi gsten vorkommenden Keim
dar. Allerdings wurde beobachtet, dass in Isolaten von diesen Patienten mehrere verschiedene Varianten der Spezies P. aeruginosa
zu fi nden sind und das Auftreten bestimmter Varianten mit einer schlechten Prognose korreliert ist. Wir untersuchen daher die bio-
logischen und molekularen Mechanismen der phänotypischen Veränderungen, die zu der beobachteten Diversität in den bakteriel-
len Gemeinschaften und in Isolaten von Mukoviszidose-Patienten führen.
Biofi lme spielen eine wichtige Rolle bei der Kolonisation des Wirts mit pathogenen Bakterien. Bislang ist allerdings nur sehr wenig
über bakterielle Gemeinschaften in Biofi lmen, deren Biodiversität und damit verbundene Pathogenität im Wirt bekannt. Daher un-
tersuchen wir die Biodiversität in Biofi lmen, die sich auf Herzschrittmachern und in Zahn- oder Knochenimplantaten ausgebildet
haben. Basierend auf den Erkenntnissen zu diesen bakteriellen Gemeinschaften in den verschiedenen biologischen Nischen des
menschlichen Körpers werden neue Ansätze zur Kontrolle oder Verhinderung der Ausbildung von Biofi lmen erforscht. Hierbei wird
u. a. nach Möglichkeiten gesucht, wie sich durch die gezielte Beeinfl ussung der Gemeinschaften in Biofi lmen pathogenen Bakteri-
en ausschließen lassen.
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