Untersuchung der Bedeutung des uncharakterisierten Gens ygfB für die β-Laktamresistenz von multi-resistenten Pseudomonas aeruginosa Stämmen

• Antragsteller: Dr. Erwin Bohn
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451686679

Die Überproduktion der ß-Laktamase Amp C ist eine wichtige Ursache für die β-Laktam-Resistenz von Pseudomonas aeruginosa (Pa). Während bekannt ist, dass die AmpC-Expression von der trankriptionellen Aktivierung durch AmpR abhängig ist, sind die Signale, die eine AmpC Überproduktion auslösen, weitgehend unverstanden. Diese Signale besser zu verstehen, könnte jedoch dabei helfen, neue Therapieansätze für die Behandlung von Infektionen mit multiresistenten Pa-Stämmen zu entwickeln, da diese eine steigende Prävalenz besonders in Krankenhäusern aufweisen.Eine AmpC Überproduktion wird sehr häufig durch eine Inaktivierung der Gene dacB und ampD verursacht, welche für das Penicillin-bindende Protein 4 (PBP4) bzw. die Peptidoglykan-Recycling-Amidase AmpD kodieren. Die Schlüsselereignisse die dazu führen, dass Pa durch eine Inaktivierung von PBP4 ß-Laktam-resistent wird, sind vermutlich (i) eine erhöhte Produktion von anhydro-MurNac-Pentapeptiden, die AmpR sehr effizient dereprimieren und (ii) die Aktivierung des 2-Komponenten-Systems CreBC. Wie allerdings die Aktivierung von CreBC zur ß-Laktam-Resistenz beiträgt, ist unklar. In einer kürzlich publizierten Arbeit haben wir die Gene identifiziert, die am stärksten zur ß-Laktam-Resistenz in einem AmpC-überproduzierenden, klinischen Pa-Isolat beitragen (ID40). Pa ID40 trägt eine Mutation in dacB, die zum Funktionsverlust von PBP4 führt. Eines der Gene, die ausschlaggebend für eine vollständige β-Laktam-Resistenz waren, ist das bis dato uncharakterisierte Gen ygfB. Eigene Vorversuche deuten darauf hin, dass YgfB die Transkription eines ampD Paralogs, das für die Amidase AmpDh3 kodiert, reprimiert. Die Deletion von ygfB führt dagegen zu einer erhöhten ampDh3-Expression, welche im Gegenzug zu einer verminderten ampC-Expression führt. Unsere Vorarbeiten deuten außerdem darauf hin, dass eine transkriptionelle Reprimierung von ampDh3 kritisch dafür ist, hohe AmpC-Level in einer dacB-Mutant aufrecht zu erhalten. Im beantragten Projekt möchten wir daher im Detail aufklären, wie YgfB zur Resistenz von Pa beiträgt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Monika Schütz