Wissenschaftlicher Ergebnisbericht - Helmholtz-Zentrum für ...

WISSENSCHAFTLICHER ERGEBNISBERICHT | Infektion und Immunität | Mikrobielle Pathogenese
01 Mikrobielle Pathogenese
THEMENSPRECHER | Prof. Dr. G. Singh Chhatwal | Abteilung für Medizinische Mikrobiologie | gsc@helmholtz-hzi.de
Trotz der Verfügbarkeit einer großen Anzahl von Antibiotika und antiviralen Wirkstoffen steigt die Belastung durch Infektionskrankheiten
kontinuierlich und beeinträchtigt die Errungenschaften der medizinischen Versorgung. Aufgrund der fortgeschrittenen
medizinischen Methoden treten chronisch persistente Infektionen immer öfter zutage und stellen eine erhebliche Herausforderung
für die Mediziner dar. Außerdem sind die zunehmenden Resistenzen der Erreger gegen Antibiotika ein weiterer Grund zur Besorgnis.
Besonders in Krankenhäusern werden häufi g multi- und panresistente Pathogene identifi ziert. Wegen der damit einhergehenden
Abnahme der therapeutischen Möglichkeiten ist die Entwicklung alternativer Behandlungsstrategien dringend erforderlich. Um diese
Herausforderungen meistern zu können, ist ein detailliertes Wissen über die Pathogenitätsmechanismen von größter Bedeutung.
Adhärenz, Invasion, intrazelluläres Überleben, Umgehung der Immunantwort – insbesondere der intrazellulären Immunabwehr -
und Persistenz in Biofi lmen sind nur einige der Strategien, die von Mikroorganismen zur Etablierung der Infektion im Wirt angewendet
werden. Darüber hinaus gewinnt die bisher vernachlässigte Trägerphase einiger Mikroorganismen wegen ihrer mutmaßlichen
Beteiligung an latenten Infektionen zunehmend an Bedeutung. Ein weiteres Problem ist die Diversität vieler infektiöser Organismen.
Viele bakterielle und virale Spezies habe hunderte von verschiedenen Serotypen mit hoher Antigenvariation, die die Entwicklung
effektiver Therapien erschwert. Deshalb muss ein multidisziplinärer Ansatz angewendet werden, um die Pathogenitätsmechanismen
von Mikroorganismen umfassend zu verstehen.
Hauptziel dieses Topics ist eine in die Tiefe gehende Studie der Biologie pathogener Mikroorganismen und ihrer Interaktionen mit
der Wirtszelle. Das Topic beinhaltet folgende Forschungsthemen:
Untersuchung der Wirt-Pathogen-Interaktionen auf molekularer und zellulärer Ebene
Im Laufe ihrer Koevolution mit dem Wirt haben pathogene Bakterien ausgeklügelte Mechanismen entwickelt, um Wirtszellen und
das Immunsystem für ihre Zwecke zu nutzen. Intrazelluläres Überleben, Dissemination im Wirt und Pathogenpersistenz erfordern
eine komplexe Serie von Interaktionen mit der Wirtszelle. Ein primäres Ziel ist das Zytoskelett, das an zahlreichen zellulären
Funk tionen und Prozessen beteiligt ist, die von der intrinsischen Dynamik seiner Komponenten, insbesondere dem Aktin-System,
abhängen. Eine große Anzahl aktinbindender Proteine sind beschrieben, die die dynamische Reorganisation des Zytoskeletts
regulieren. Dieser Forschungsbereich befasst sich mit der Aufklärung exakter Signalwege und Prinzipien der Kontrolle der Aktinpolymerisation.
Während der zerstörerische Eingriff in das Aktinsystem durch Pathogene schon lange Gegenstand des Interesses
war, ist die Beteiligung des dynamischen mikrotubulären Systems zur bakteriellen Pathogenität als ein aufstrebendes neues und
wichtiges Gebiet der Infektionsforschung Bestandteil dieses Topics. Lysteria monocytogenes und Yersinia enterocolitica sind die
Haupterreger, die in diesem Themenbereich behandelt werden.
Identifi kation neuer Virulenzfaktoren pathogener Bakterien
Pathogene Mikroorganismen produzieren eine Vielfalt von Virulenzfaktoren mit diversen Funktionen in Prozessen wie Adhärenz,
Invasion, intrazellulärem Überleben, Umgehung der Immunantwort und bakterieller Kommunikation. Ihre funktionelle Charakterisierung
wird nicht nur zum Verständnis der Pathogenität beitragen, sondern auch aussichtsreiche Kandidaten für die Entwicklung
von Impfstoffen, Diagnostika und neuen Therapeutika identifi zieren. Fibronektin, Kollagen und Plasminogen sind wichtige Bestandteile
der Extrazellulären Matrix und bekannt dafür, direkt an Wirt-Pathogen-Interaktionen beteiligt zu sein. Kollagenbindung an Bakterien
spielt eine Rolle in bestimmten Autoimmunmanifestationen, und die durch bakterielle Proteine induzierte Aktivierung von
Plasmino gen ist ausschlaggebend in der Gewebsinvasion. Der Hauptfokus dieses Forschungsfeldes liegt auf den Virulenzfaktoren
von Streptokokken und Yersinien.
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