Verbund:

Das Pseudomonas aeruginosa Pangenom: Bedeutung der Genomdiversität für die bakterielle Pathogenität und die Wirtsantwort bei Atemwegsinfektionen

Verbundkoordinator:
  • Prof. Dr. Burkhard Tümmler, Medizinische Hochschule Hannover

Projektpartner:
  • Prof. Dr. Erich Gulbins, Institut für Mikrobiologie, Universitätsklinikum Essen
  • Prof. Dr. Alexander Goesmann, Center for Biotechnology, Universität Bielefeld
  • Prof. Dr. Michael Hecker, Dr. Birgit Voigt, Institut für Mikrobiologie, Universität Greifswald

Beschreibung:
Pseudomonas aeruginosa ist ein metabolisch vielseitiges opportunistisch pathogenes Bakterium. Pneumonien mit P. aeruginosa haben sich in den letzten 10 Jahren zu einem globalen Gesundheitsproblem entwickelt. Infektionen mit dem multiresistenten Keim sind mittlerweile die häufigste Ursache für die Pneumonie im immunkompromittierten Wirt mit einem Gram-negativen Pathogen und werden zunehmend ein für die Morbidität und Mortalität hochrelevanter Risikofaktor für Individuen mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), der vierthäufigsten Todesursache in Deutschland. Primäres Ziel des Forschungsvorhabens ist die Aufklärung des Pangenoms in P. aeruginosa und die Bedeutung der genomischen Differenzen für die hohe, niedrige oder sogar vernachlässigbare Pathogenität. Vertreter der häufigsten Klone in der P. aeruginosa Population sollen totalsequenziert werden, wobei die Stämme von Patienten mit Beatmungspneumonie (VAP) oder von Patienten mit COPD isoliert wurden. Um das divergente pathogene Potential quantitativ abschätzen zu können, werden parallel Umweltisolate von den häufigsten Klonen sequenziert, von denen bisher keine Isolate aus Klinikhabitaten bekannt sind.
Die Pathogenität der 20 Stämme wird in Infektionsversuchen am Atemwegsepithel in vitro und an der Mäuselunge in vivo geprüft. Der Infektionsprozess wird in immunkompetenten Mäusen und an knock-out-Mäusen untersucht, die mit Stämmen unterschiedlicher Pathogenität infiziert werden. Die Interaktion zwischen Erreger und Wirt wird anhand des Profils von Zytokinen und Immuneffektorzellen, des Lipidoms, Transkriptoms und Proteoms untersucht. Die generierten Datensätze sollen in der Folge für systembiologische Analysen der Atemwegsinfektionen mit P. aeruginosa genutzt werden.

 Thoraxröntgenbild einer mehrjährigen Infektion mit
P. aeruginosa, die zu chronischen Entzündungen und Umbau des Lungengewebes geführt hat.

 
Zusammenfassung der Ergebnisse des Verbundprojekts
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