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Projekt
Clade spezifische Virulenzmuster von Stämmen des M. tuberculosis Komplex in humanen Makrophagen: Molekulare Mechanismen des Ausbruchs aus dem Phagosom und der Induktion von Zelltod
Antragsteller
Privatdozent Dr. Norbert Reiling; Professor Dr. Stefan Schütze
Fachliche Zuordnung
Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
Förderung
Förderung von 2011 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198258504
Die molekularen Prozesse, die sich zu Beginn einer Infektion zwischen M. tuberculosis Bakterien und deren Wirtszellen abspielen, nehmen am intrazellulären Habitat der Bakterien, dem Phagosom, ihren Ursprung. Diese Wechselwirkungen, beeinflussen entscheidend das intrazelluläre Überleben und das Wachstum des Erregers wie auch die Zerstörung der Wirtszelle. Damit sind sie von zentraler Bedeutung für den Infektionsverlauf der Tuberkulose. Kürzlich konnten wir spezifische Virulenzmuster für verschiedene klinische Isolate des Mycobacterium tuberculosis Komplex (MTBC) identifizieren: Dabei zeigten exklusiv human-adaptierte M. tuberculosis Stämme, auch als Clade I oder modern bezeichnet, im Vergleich zu Clade II Stämmen, auch als ancient klassifiziert, eine signifikant erhöhte Replikationsrate in humanen aus Monozyten-gereiften Makrophagen und Alveolarmakrophagen. Im Fokus dieses Projekts steht daher die detaillierte Analyse der Prozesse die in Abhängigkeit von verschiedenen Stämmen des MTBC auf der Ebene des Phagosoms ausgelöst werden. Unter Verwendung eines kürzlich entwickelten immunomagnetischen Verfahrens zur Isolation von Pathogen-haltigen Phagosomen, werden Phagosomen, die MTBC-Bakterien aus Clade I und Clade II enthalten, aus humanen Makrophagen isoliert und deren Protein- und Lipid-Zusammensetzung durch massenspektrometrische Verfahren vergleichend analysiert. Dies dient der Identifizierung von gemeinsamen phagosomalen Bestandteilen, die in beiden Clades präsent sind und sowie Clade-spezifischen phagosomalen Bestandteilen. Diese Analyse bildet die Grundlage für funktionelle Untersuchungen, durch die der Einfluss einzelner phagosomaler Bestandteile auf die Steigerung bzw. Hemmung des Wachstums der Erreger in der Wirtszelle analysiert wird. Erste Daten zeigen, dass insbesondere die Infektion mit Clade I Stämmen zur Induktion verschiedener Zelltod-assoziierter Faktoren (Apoptose und Nekrose) führt. Zu frühen Zeitpunkten der Infektion sind alle analysierten Stämme im Phagosom lokalisiert, wohingegen zu späteren Zeitpunkten ein Clade-abhängiger Ausbruch aus dem Phagosom und die Induktion von Zelltod zu beobachten ist. Unter den induzierten mit Zelltod-assoziierten Faktoren wurde Tumor Necrosis Factor Related Apoptosis Inducing Ligand (TRAIL) als neuer Wirtszellfaktor identifiziert, der das Wachstum von M. tuberculosis in humanen Makrophagen beeinflusst. Daher sollen Mechanismen, die zur Induktion von TRAIL führen sowie Prozesse, die durch die Präsenz von TRAIL induziert werden im Detail analysiert werden: Die Präsenz von TRAIL, TRAIL Rezeptoren und assoziierten Faktoren soll in mit MTBC Clade I und Clade II-infizierten humanen Makrophagen und isolierten Phagosomen untersucht werden. Darüberhinaus stehen der Einfluss von TRAIL sowohl auf die Modulation des M. tuberculosis-induzierten Zelltods (Apoptose, Nekrose) als auch sein Einfluss auf das Replikationsverhalten der Erreger in humanen Makrophagen im Vordergrund.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
