Bakterielle Persistenz unter antibiotischer Therapie: Untersuchung der Mukosazellen, die Rezidiv relevante S. Typhimurium Persister beherbergen

• Antragsteller: Tom Völler
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321202858

Antibiotika sind ein zentraler Pfeiler der heutigen Medizin. Oft überleben Bakterien jedoch die Behandlung. Bisher wurden zwei verschiedene Mechanismen beschrieben, die dieses Verhalten erklären können, die phänotypische Persistenz und die genetische Resistenz. Während Resistenzmechanismen ausgiebig untersucht wurden, ist deutlich weniger über die phänotypische intrazelluläre Persistenz von Bakterien bekannt. Intrazelluläre Persistenz ist ein Programm der Genexpression, das noch immer unvollständig verstanden ist, obwohl es zum Überleben der Bakterien unter antibiotischer Therapie und damit zum Wiederaufflammen der Infektion führt.Das vorgeschlagene Projekt wurde entwickelt, um im ersten Schritt die Persister enthaltenden Wirtszellen der Mukosa im Modell der S. Typhimurium induzierten Diarrhoe zu identifizieren. Deren in vivo Relevanz für das Wiederaufflammen des Infektionsgeschehens und für therapeutische Interventionen soll in einem zweiten Schritt bestimmt werden. Um dies zu erreichen, nutzt das Projekt sowohl statische als auch dynamische Methoden in unterschiedlichen genetischen Hintergründen, sowie Modelle der Zelldepletion.3D Fluoreszenzmikroskopie wird mit FACS Zellsortierung kombiniert, um die persistierenden Bakterien akkurat auf Einzelzellebene und in Gewebeschnitten identifizieren zu können. FACS sortierte Wirtszellen, die Persister enthalten, werden ausplattiert, um zu untersuchen, ob die enthaltenen Persister noch lebendig und teilungsfähig sind.Im zweiten Schritt wird die in vivo Relevanz der identifizierten Persister enthaltenden Zelltypen für das Wiederaufflammend der Infektion untersucht. Dazu werden Knockout Mäuse, Zelldepletion und Zytokinstimulation genutzt. Die Kinetik des Rezidives wird mit within host cell population dynamics bestimmt. Als weitere dynamische Untersuchung wird Entzündungsbildgebung genutzt, um die Dynamik der Entzündung und ihren Einfluss auf die Bildung von Persistern zu charakterisieren. Die Ergebnisse werden das Verständnis für die phänotypische Persistenz von Bakterien in vivo voranbringen und einen wichtigen Ansatzpunkt für die Entwicklung verbesserter antibiotischer Therapien bieten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Wolf-Dietrich Hardt