"Dynamik und Mechanismen der frühen Wechselwirkungen zwischen Bakteriophagen und seinem Bakterienwirt in der Haut"

• Antragstellerin: Dr. Mercedes Gomez de Agüero
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465341196

Neugeborene sind auf eine kompetente Hautbarriere angewiesen, um Umweltprobleme, einschließlich Krankheitserreger, zu bewältigen. Staphylococcus epidermidis ist ein Hauptbestandteil der menschlichen Hautmikrobiota und wirkt als Barriere gegen die Besiedlung pathogener Mikroben. In jüngster Zeit hat sich S. epidermidis als Hauptwirkstoff für die Sepsis bei Neugeborenen herausgestellt, insbesondere bei Frühgeborenen. Während Frühgeborene Kommensalstämme beherbergen, enthalten Frühgeborene in ihren Hautstämmen S. epidermidis mit pathogenen Elementen, hoher Fähigkeit zur Bildung von Biofilmen und antibiotikaresistenten Kassetten. Natürlich verhindert intakte Haut das Eindringen von Krankheitserregern, bildet jedoch eine Lagernische. Störungen der Hautintegrität, die durch Verweilkatheter verursacht werden, ermöglichen das Eindringen von S. epidermidis in das Blut, was bei pathogenen Stämmen zu Sepsis führt. SEP1 ist ein virulenter Bakteriophage, der spezifisch von S. epidermidis1 gehostet wird. Während SEP1 ein breites lytisches Spektrum aufweist, bleiben einige Stämme von S. epidermidis, obwohl sie infiziert sind, resistent gegen die Lyse. Ziel des Projekts ist es, die Phagen-Wirt-Wechselwirkung in der Haut von Neugeborenen zu untersuchen. Das Ziel ist: zu verstehen, über welchen Mechanismus und unter welchen Bedingungen der Lebenszyklus des Phagen von den Mikrobiota beeinflusst wird, und den Einfluss des Phagen auf die mikrobielle Zusammensetzung und Funktion zu untersuchen. Unsere Hypothesen sind, dass die Fitness und Umweltanpassung der Kommensalstämme an die reife Haut ihre Lyse durch die Phagen verhindern würde und dass der Phage die Besiedlung der Haut durch pathogene Stämme von S. epidermidis verhindern würde, indem er sie lysiert oder durch Störung dieser Pathogenität. Wir werden ein neuartiges und einzigartiges experimentelles Mausmodell verwenden, das in meinem Labor entwickelt wurde, um die Hautreifung während der Schwangerschaft mit sterilen Nachkommen zu kontrollieren2. Kommensale und pathogene S. epidermidis-Isolate wurden aus menschlicher Haut und Blut von Neugeborenen erhalten. Wir versuchen, das Verhalten des Phagen und der Bakterienisolate in reifer und unreifer Haut mithilfe von kulturbasierter Analyse, qPCR, NGS und Metabolomic zu untersuchen. Wir sind daran interessiert festzustellen, ob und wie die Bakterien Resistenz gegen den Phagen erlangen können. Wir versuchen, die möglichen Störungen und Mechanismen des Phagen in der Nischenkonkurrenz der Kommensal- und Pathogenstämme der reifen und unreifen Haut zu untersuchen. Schließlich werden wir den Einfluss von Phagen auf die Pathogenität von S. epidermidis in einem Sepsis-Modell analysieren. Unsere Ergebnisse werden sich direkt auf die Entwicklung neuer Strategien zur Behandlung von Frühgeborenen auswirken, um eine Sepsis durch pathogene Staphylococcus epidermidis zu verhindern, und darüber hinaus den Rahmen für die Modulation der Besiedlung durch multiresistente Bakterien bilden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2330: Neue Konzepte der Virus-Wirt Interaktion in Prokaryoten – von Einzelzellen zu mikrobiellen Gemeinschaften
• Internationaler Bezug: Portugal
• Kooperationspartner: Dr. Luis Melo