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Deciphering Membrane Compartmentalization in Protein-Misfolding Bacterial Dysfunction to Re-Sensitize Multi-Drug Resistant Pathogens.

Descrizione del progetto

Riattivazione degli antibiotici contro le infezioni multifarmaco-resistenti

Le infezioni batteriche multifarmaco-resistenti rappresentano una minaccia per la medicina moderna a causa dello sviluppo limitato di antibiotici. La ricerca rivela che i microdomini di membrana funzionali (FMM, functional membrane microdomains) nei procarioti svolgono un ruolo cruciale nel ripiegamento proteico senza ATP. L’interruzione di questi FMM provoca il collasso del proteoma batterico, riduce la gravità dell’infezione e rende nuovamente sensibili agli antibiotici i patogeni multifarmaco-resistenti. Il progetto CLAMP, finanziato dal CER, caratterizzerà il ruolo dei FMM nella proteostasi batterica e svilupperà farmaci anti-FMM per riattivare gli antibiotici contro le infezioni multifarmaco-resistenti, approfondendo così la nostra comprensione dell’organizzazione della membrana cellulare. Il progetto descriverà l’organizzazione molecolare dei FMM e il loro ruolo nella prevenzione del ripiegamento proteico errato, studierà i meccanismi di stabilizzazione del proteoma indipendenti dall’ATP e la loro importanza nella patogenesi, e svilupperà farmaci anti-FMM per affrontare le infezioni multifarmaco-resistenti e ripristinare la sensibilità agli antibiotici tradizionali.

Obiettivo

Multi-drug resistant (MDR) bacterial infections threaten all the advances in modern medicine after the industry nearly abandoned antibiotic development and no mechanism to suppress antibiotic resistance has been found. However, our results indicate that this mechanism does exist and is conserved in functional membrane microdomains (FMM) in all prokaryotes. We discovered bacterial FMM, akin to eukaryotic lipid rafts, and demonstrated their crucial role in preserving proteins correctly folded at no ATP cost. FMM are essential for pathogens survival during infections thus, FMM perturbation causes the bacterial proteome to collapse, particularly affecting heterologous proteins responsible for MDR. This leads to attenuated infections and additionally re-sensitizing MDR pathogens to antibiotics. Studying FMM will transform our understanding of cellular membrane organization and its connection to protein misfolding disorders. Accordingly, this proposal will undertake an ambitious molecular characterization of FMM and its impact on bacterial proteostasis, and we will apply this knowledge to bring closer to the clinic a battery of anti-FMM drugs that target FMM to reactivate antibiotics against MDR infections. To achieve this, a first structural goal will describe FMM molecular organization, how FMM operate to prevent protein misfolding, and the molecular principles driving the assembly of membrane microdomains in cells. Secondly, a functional goal will describe the mechanism of proteome stabilization independent of ATP and its crucial role in pathogenesis. Finally, an applied goal will be to implement anti-FMM drugs to eliminate MDR infections and re-sensitize them to conventional antibiotics. This proposal unveils a new frontier in understanding the cellular programs for membrane compartmentalization, their connection to protein-misfolding cellular dysfunction, and the possibility of applying this knowledge to revitalize classical antibiotics against MDR infections.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-ADG

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Istituzione ospitante

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS
Contributo netto dell'UE
€ 2 497 271,00
Indirizzo
CALLE SERRANO 117
28006 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)