Molekulare Erkenntnisse über Salmonellenvirulenz
Salmonella enterica sind bewegliche, intrazelluläre Krankheitserreger, die multiple Virulenzfaktoren einschließlich Flagellen einsetzen, um den Wirt auf effiziente Weise zu besiedeln. Flagellum und Injectisom sind komplexe selbstorganisierende Nanomaschinen, die durch den Export von Proteinen in die Wirtszelle über das konservierte Typ-III-Sekretionssystem funktionieren. Obgleich die nachgelagerten infektiösen Auswirkungen dieses Prozesses gründlich untersucht wurden, bleiben die molekularen Details der Proteinsekretion über den Typ-III-Exportapparat größtenteils unklar. Überdies scheint die Biosynthese des Flagellums durch bislang kaum verstandene komplexe Regulationsmechanismen gesteuert zu werden. Das von der EU finanzierte SALMOVIR-Projekt sollte Aufschluss über den Beitrag der bakteriellen Motilität und der Typ-III-Proteinsekretion zur Salmonellenvirulenz geben. Langfristig plante man, die diesen Virulenzmerkmalen zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu entschlüsseln sowie neuartige antimikrobielle Therapien zu erarbeiten. Im ersten Schritt bestimmten die Forscher die Wachstumsrate einzelner Flagellen in Echtzeit und entwickelten ein biophysikalisches Modell, das erklärt, auf welche Weise Flagellen außerhalb der Zelle und ohne jegliche konventionelle Energiequelle wachsen. Sie entdeckten außerdem ein neuartiges Schwimmverhalten auf Zelloberflächen, das Wirtszellinvasion und Virulenz in hohem Maße beeinflusste. Das Wissenschaftlerteam charakterisierte an der Flagellensynthese beteiligte genregulatorische Netzwerke und entdeckte einen neuartigen flagellar abhängigen Faktor, RflM, der an den Prozess beteiligt ist. Zudem entdeckte man ein flagellenspezifisches integrales Membranprotein, das den Aufbau des Kernkomplexes des bakteriellen Typ-III-Sekretionssystems fördert. Dieser Schritt ist für die Bildung des bakteriellen Flagellums von entscheidender Bedeutung. So hat insgesamt die Aufklärung der Zusammenstellungsmechanismen und der molekularen Funktionen des Typ-III-Sekretionssystems neue Einflussfaktoren der Salmonellenvirulenz ans Licht gebracht. Neben dem detaillierten Verständnis des Zusammenspiels zwischen den Flagellen- und Virulenzsystemen im Verlauf der Infektion stützen die Erkenntnisse der Studie die Entwicklung neuartiger Targetingstrategien. Die Herausbildung neuer antimikrobieller Behandlungen ist angesichts der Zunahme arzneimittelresistenter Bakterien von allergrößter Bedeutung.
