Bakterielle Infektionen – Interaktion zwischen Wirt und Bakterie im Gesamtüberblick
In den letzten 20 Jahren infektionsbiologischer Forschung war der Blick auf einzelne Aspekte des Infektionsgeschehens beschränkt, was allerdings die Gefahr birgt, entscheidende Faktoren zu unter- oder überschätzen, wenn auf Basis der Daten antimikrobielle Wirkstoffe entwickelt werden sollen. Ziel des EU-finanzierten Projekts PNEUMOPATH (A comprehensive dissection of pneumococcal-host interactions) war ein Gesamtüberblick der wichtigsten und häufigsten Faktoren in der Beziehung zwischen Wirt und Mikrobe. Untersucht wurde das Bakterium Streptococcus pneumoniae (S. pneumonia) und dessen Virulenzfaktoren (und Gene) im Zusammenhang mit Pathogenese und Übertragungsrisiko. Eine Kenntnis der Virulenzfaktoren ist vor allem wichtig, wenn mögliche Antibiotikaresistenzen, individuelle Anfälligkeit und Infektionsherde ermittelt werden sollen. Auch Virulenzfaktoren der einzelnen Mikrobenstämme, die beispielsweise zur Bildung von Biofilmen befähigen, wurden nicht außer Acht gelassen. Für die anwendungsorientierte Forschung greift PNEUMOPATH auf transkriptomische, proteomische und metabolomische Analysen sowie modernstes Datenmanagement zurück. Bislang wurden Daten aus drei In-vivo-Modellen für invasive Krankheiten und vier In-vitro-Gewebemodellen analysiert. In vitro wurde bei Bakterien eine differentielle Expression von mehr als 100 Genen nachgewiesen, während sie sich an die Epithelzellen des Wirts anheften. Am häufigsten wurden Gene für bakterielle Hüllproteine hochreguliert. Beobachtet wurden auch stammspezifische Muster bei Wachstum und Strömungsverhalten. Die beteiligten Gene waren für den Aminosäurestoffwechsel und zum Teil für die Virulenz zuständig. In den Stämmen wurde wenigstens ein globaler Regulator der Genexpression gefunden. Entdeckt wurden signifikante und eindeutige Variationen im Phänotypen verschiedener Stämme von S. pneumonia, wobei im Projektverlauf noch weitere Variationen identifiziert werden sollen. Die wichtigsten infektionsbezogenen Faktoren bei Wirt und Bakterie sind nun eine solide Grundlage, um Diagnose, Behandlung und Prävention von Infektionen zu vereinfachen.
