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

Descrizione del progetto

L’influenza del codice elettrico dello Staphylococcus aureus sulla persistenza batterica

Comprendere i meccanismi che consentono la persistenza batterica durante l’infezione è fondamentale per affrontare la resistenza agli antimicrobici, che rappresenta una delle principali sfide a livello globale. Il progetto SPARKinfect, finanziato dal CER, sta definendo un nuovo quadro bioelettrico per comprendere le modalità attraverso cui il potenziale di membrana regola la fisiologia e la sopravvivenza dello Staphylococcus aureus durante l’infezione intracellulare. Il progetto mira a dimostrare come cambiano gli stati elettrici durante l’infezione, puntando inoltre ad identificare i meccanismi alla base di questi adattamenti e a determinare il modo in cui essi si ripercuotono sulla sensibilità agli antibiotici e sulla persistenza. Facendo luce sul potenziale della membrana quale regolatrice della patogenesi batterica, SPARKinfect getterà le basi per lo sviluppo di strategie terapeutiche contro le infezioni resistenti agli antimicrobici.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-WIDERA-2025-TALENTS-01

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Coordinatore

UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
Contributo netto dell'UE
€ 191 343,12
Indirizzo
CAMPUS DE CAMPOLIDE
1099-085 Lisboa
Portogallo
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato