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SPARKinfect: Cracking the Electrical Code of Staphylococcus aureus to Understand How Superbugs Survive in Different Environments

Projektbeschreibung

Wie sich der elektrische Code von Staphylococcus aureus auf die bakterielle Persistenz auswirkt

Jene Mechanismen zu verstehen, die der Persistenz von Bakterien während einer Infektion zugrunde liegen, ist von entscheidender Bedeutung für die Bekämpfung antimikrobieller Resistenzen, die eine große globale Herausforderung darstellen. Das Team des ERC-finanzierten Projekts SPARKinfect entwickelt ein neues bioelektrisches Rahmenkonzept, um zu durchschauen, wie das Membranpotenzial die Physiologie und das Überleben von Staphylococcus aureus während einer intrazellulären Infektion beeinflusst. Die Projektarbeit zielt darauf ab, zu zeigen, wie sich die elektrischen Zustände während einer Infektion verändern. Außerdem gilt es, jene Mechanismen zu identifizieren, die diese Anpassungen bewirken, und es wird ermittelt, wie sie Antibiotikaempfindlichkeit und Persistenz beeinflussen. Im Rahmen von SPARKinfect wird das Membranpotenzial als Regulator der bakteriellen Pathogenese erkundet, und somit werden die Grundlagen für therapeutische Strategien gegen Infektionen geschaffen, die Resistenzen gegenüber antimikrobiellen Mitteln aufweisen.

Ziel

The emergence of multidrug-resistant pathogens such as Staphylococcus aureus (MRSA) poses a global health threat. A central yet underexplored driver of bacterial survival is the membrane potential (Δψ), a fundamental electrical property that regulates energy transduction, cell division, and antibiotic susceptibility. Evidence indicates that Δψ is not a passive backdrop but an active regulator of physiology, enabling adaptation to stress. Yet no systematic framework quantifies or explains Δψ dynamics of S. aureus during infection.

SPARKinfect will focus on S. aureus bioelectric physiology during intracellular infection, where bacteria are shielded from antibiotics and immunity. Using Nernstian dyes and confocal–FLIM microscopy, I will build quantitative single-cell maps of Δψ in host cells with high temporal and spatial resolution. Comparative measurements in planktonic cultures and biofilms will serve as reference states to identify infection-specific electrical signatures. I will combine these data with host–pathogen co-culture, and antibiotic challenges to test how electrical states govern persistence and treatment outcomes.

The project will first establish how intracellular Δψ dynamics differ from those observed in extracellular lifestyles, then uncover the genetic determinants of electrophysiological adaptation using imaging of mutant libraries, and finally demonstrate how specific electrical states causally shape antibiotic uptake, activity, and survival outcomes. By linking single-cell physiology to infection and treatment, SPARKinfect will provide the first mechanistic framework to explain how Δψ underpins the persistence of S. aureus inside host cells.

The results will pioneer a bioelectric perspective on pathogenesis. Beyond basic science, SPARKinfect will yield insights into intracellular antibiotic tolerance, guide novel therapeutic strategies, and establish a versatile pipeline for microbial electrophysiology applicable to other priority pathogens.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2025-TALENTS-01

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Koordinator

UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
Netto-EU-Beitrag
€ 191 343,12
Adresse
CAMPUS DE CAMPOLIDE
1099-085 Lisboa
Portugal
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
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