Neue Impfstoffe gegen Staphylococcus
Staphylokokken sind grampositive opportunistische Bakterien, die als Kommensalen die menschliche Haut und Nasenschleimhaut besiedeln, aber auch tödliche invasive Infektionskrankheiten auslösen können, sobald bakterielle Faktoren mit mehreren externen Signalen der Wirtsumgebung interagieren. Zwei Klassen neu entdeckter Methicillin-resistenter SA (MRSA) können im Krankenhaus, aber auch ambulant erworben werden. Dennoch existieren bislang keine zugelassenen Impfstoffe gegen SA. An Mausmodellen wurde kürzlich die Schutzwirkung neuer Impfstoffformulierungen demonstriert. Das EU-finanzierte Projekt RESTAVAC (Regulation of expression of Staphylococcus aureus vaccine antigen candidates) untersuchte nun Expression und Regulierung von Virulenzfaktoren bei SA sowie potenzielle Impfstoffantigene. Um zu klären, welche molekularen Prozesse bei der Reaktion auf ein Impfstoffantigen ablaufen, wurden Promotorregionen für potenzielle Impfstoffantigene in einem bioinformatischen Ansatz untersucht. Weitere Experimente bestätigten das für die Aufnahme von Eisen wichtige Gen fhuD2 als potenziellen Impfstoffkandidaten. Die Expression wurde über transkriptionale Promotorfusion und Mutanten der ermittelten regulatorischen Proteine charakterisiert. Regulatorische Proteine wurden mittels Pulldown-Assay identifiziert. Am häufigsten waren dabei die DNA-bindenden Proteine SarA und SarS, gefolgt von den Virulenzregulatoren MgrA, Rot und SarR. Den Ergebnissen der Studie zufolge reguliert ein Komplex aus mehreren Komponenten in vivo die Virulenzfaktoren und die spezifische Induktion in vivo. Vor allem entwickelte RESTAVAC ein System zur Darstellung der Genexpression an einem Tiermodell für Infektionen und einen stabilen Plasmid-Biolumineszenzreporter für die SA. Die In-vivo-Überwachung der Expression von fhuD2 zeigte, dass das Reporterplasmid bis zu sieben Tage nach der Infektion stabil ist. Das neue System enthüllte große Mengen an fhuD2, die in allen Host-Organen induziert werden, und auch die Vermehrung von SA-Bakterien nach intravenöser Infektion. Schließlich ergaben vergleichende Expressionsanalysen der Reporter für verschiedene MRSA-Stämme starke regulatorische Unterschiede bei der Expression von Impfstoffantigenen und bekannten Regulatoren, was darauf hindeutet, dass Transkriptionsanalysen eine molekulare Signatur der Epidemiologie neuer Klone liefern können.
Schlüsselbegriffe
Impfstoff, Staphylococcus aureus, Methicillin-resistente Keime, RESTAVAC, fhuD2