Bakterienabwehr durchbrechen
S. aureus ist der Fluch von Krankenhaus- und Gesundheitseinrichtungen. Trotz des Bombardments durch das Immun- und Komplementsystems des Wirts, einschließlich professioneller Phagozyten und vielen abgesonderten antimikrobiellen Stoffen, kann S. aureus unter Verwendung einer Vielzahl von physischer und metabolischer Zustände langfristig bestehen. Ein derartiges metabolisches Überlebenssystem kann die Membranzusammensetzung von Phospholipid, Phosphatidylglycerol (PG) in Cardiolipin (CL) ändern. Diese spektakuläre Änderung tritt auf, wenn das Bakterium durch einen Typ der professionellen Phagozyten, den Neutrophilen, herausgefordert wird. Das Projekt "Staphylococcus aureus cardiolipin production and role in host-pathogen interactions" (S. Aureus CLS) soll dieses Phänomen der Lipidänderung untersuchen. Projektwissenschaftler haben postuliert, dass dieser Mechanismus für das Überleben des Pathogens unter ungünstigen Bedingungen entscheidend ist. CL wird unter Verwendung von Cardiolipin (Cls)-Synthaseenzymen an der Membran synthetisiert. Da über diese Enzyme sehr wenige bekannt ist, sollte das S. Aureus CLS-Team ihre Rolle im Lipidmetabolismus und in der Synthese der Membran-Lipoteichonsäure untersuchen. In Bezug auf die Abwehr gegen das Immunsystem des Wirts haben die Wissenschaftler außerdem die Rolle von CL in persistenten Infektionen und bei Interaktionen mit Wirtabwehrmechanismen sowie endokardialen Vegetationen untersucht. S. aureus ist eines der wenigen Bakterien, die in der Lage sind, das Herzendothel zu besiedeln. Durch Expression der offenen Leseraster (ORF, Open Reading Frames) der beiden Cls-Gene in Escherichia coli (E. coli) und durch Herstellen von Einzel- und Doppelmutanten für die beiden Gene haben die Wissenschaftler die Rollen von Cls1 und Cls2 ermittelt. Die unterschiedlichen Beiträge der beiden Enzyme legen nahe, dass sie unter einer Vielzahl unterschiedlicher Auslösebedingungen unterschiedliche Rollen spielen. Die CL-Akkumulation in der stationären Phase war beispielsweise nahezu vollständig auf die Cls2-Expression zurückzuführen. Für die CL-Produktion während eines Neutrophilen-Angriffs waren jedoch sowohl Cls1 als auch Cls2 erforderlich. Die weitere Projektforschung wird sich auf die biologische Rolle von CL beim Überleben von S. aureus konzentrieren. Es werden sowohl seine Funktion im Zusammenhang mit einer der antimikrobiellen Phospholipasen als auch das Überleben in komplexeren Umgebungen wie dem Endokard untersucht. Ein molekulares Bild der Strategien von S. aureus, die an der Umgehung des angeborenen Immunangriffs des Wirts beteiligt sind, wird zweifelsohne dabei helfen, die durch Komplikationen und Infektionen durch dieses Bakterium verursachten Todesfälle zu reduzieren. Die Dringlichkeit dieses Problems im Gesundheitswesen wird durch das Vorhandensein von Stämmen verschärft, die vielen antimikrobiellen Substanzen gegenüber resistent sind.