Einfluss des TIR domain-containing protein C auf das zelluläre Infiltrat und das Nierenepithel während einer Pyelonephritis durch den UPEC Stamm CFT073

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Miethke
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545030661

Der uropathogene Escherichia coli Stamm CFT073 moduliert das angeborene Immunsystem durch seinen Virulenzfaktor TIR-containing protein C (TcpC). TcpC bindet an kritische Komponenten von Pattern Recognition Rezeptoren (PRRs) und verändert ihre Funktion. Wir wissen, dass TcpC mit dem Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) und seinem Adaptermolekül Myeloid differentiation factor (MyD88) interagiert, aber auch mit den Inflammasom-Komponenten NACHT leucine-rich repeat PYD protein 3 (NLRP3) und Caspase-1. Diese PRRs sind wichtig für die Pathogenerkennung und der Einleitung von immunologischen Abwehrmechanismen. CFT073 verursacht TcpC abhängig Nierenabszesse, die aus neutrophilen Granulozyten und Bakterien bestehen. Allerdings sind diese Prozesse nur sehr oberflächlich untersucht und eine detaillierte Analyse fehlt. Deswegen möchte das Projekt als erstes Ziel das Pathogen in der Niere lokalisieren und die Aktivität des tcpC-Promoters untersuchen. Auf der Wirtsseite wollen wir den Einfluss von TcpC auf die Zusammensetzung der infiltrierenden Immunzellen mit Hilfe der Multicolor-Immunfluoreszenz Mikroskopie und Durchflusszytometrie untersuchen. Dabei werden wir auch die Zytokinantwort der Immun- aber auch der Epithelzellen der Niere durch intrazelluläre Färbungen erfassen und ob TcpC die Zytokinantwort der verschiedenen Zellen beeinflusst. Als zweites Ziel erforschen wir die Bedeutung der TcpC modulierten PRRs TLR4 und NLRP3 and ihrer Signalkomponenten MyD88 bzw. Caspase-1 für die Zusammensetzung des zellulären Infiltrats und der lokalen Zytokinantwort während einer Niereninfektion mit CFT073. Wir infizieren dazu den Harntrakt der entsprechenden gen-defizienten Mäuse. Als drittes Ziel untersuchen wir die Transkriptome des Wirts und des Pathogens mit dual RNA Seq. Auf der Wirtsseite fokussieren wir uns auf Gene, die während einer Immunantwort exprimiert werden, auf der Erregerseite auf Gene, die für Virulenzfaktoren kodieren. TcpC wurde kürzlich auch als NAD+ konsumierendes Enzym beschrieben. NAD+ spielt eine erhebliche Rolle im Metabolismus von eukaryotischen wie prokaryotischen Zellen. Daher ist es relevant und wichtig den Einfluss von TcpC auf beide Transkriptome zu untersuchen. Als viertes Ziel wollen wir die humane inflammatorische Antwort während der Infektion einer humanen Nierenepithelzelllinie mit CFT073 und deren Beeinflussung durch TcpC untersuchen. Die Untersuchung von Resektaten von Tumornieren mit begleitender Infektion vervollständigt die Analyse der humanen Immunantwort.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Ying Chen