Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Umweltmedizin

Medizinische Universität Graz

Bakterielle Virulenzmechanismen

Das Repertoire an Virulenzfaktoren eines pathogenen Bakteriums und deren Expression in den verschiedenen Phasen des Infektionsprozesses ist für die Vermehrung des Pathogens im Wirt und für das Entkommen vor der Immunabwehr von entscheidender Bedeutung. Wir untersuchen bakterielle Virulenzmechanismen am Beispiel des gram-negativen Bodenbakteriums Burkholderia pseudomallei, dem Erreger der Melioidose, einer schweren Infektionskrankheit der Tropen und Subtropen. In den bekannten Endemiegebieten gehören Pneumonie und schwere Sepsis zu den häufigsten klinischen Präsentationen. B. pseudomallei kann sich im Zytosol der Wirtszelle replizieren und dort eine gerichtete Aktinpolymerisation und Zellfusionen induzieren, die zur direkten Ausbreitung von Zelle zu Zelle führen. Das extrem breite Wirtsspektrum von B. pseudomallei hat dieses Bakterium mit seinem intrazellulären Lebenszyklus zu einem infektionsbiologischen Modellorganismus gemacht. Die Aufklärung von bakteriellen Virulenzmechanismen kann dazu beitragen, neue anti-bakterielle Therapiestrategien zu entwickeln.

B. pseudomallei Virulenzfaktoren

In unseren Projekten verfolgen wir die Identifizierung von bisher unbekannten B. pseudomallei-Virulenzfaktoren wobei der Fokus auf der Aufklärung der zu Grunde liegenden Mechanismen und deren Regulation liegt. In diesem Kontext untersuchen wir u. a. die Bedeutung von Komponenten und Effektorproteinen von B. pseudomallei-Sekretionssystemen für den intrazellulären Infektionszyklus. Hier interessiert uns besonders die Identifizierung von B. pseudomallei-Faktoren, die zur Aktivierung von zytosolischen Proteinkomplexen (Inflammasomen) in Wirtszellen führen.

 

Beteiligte Wissenschaftler (alphabetisch):
Ivo Steinmetz, Julia Stiehler, Gabriel Wagner-Lichtenegger, Sabine Wagner-Lichtenegger

Ausgewählte Publikationen:

Caspase-1-dependent and -independent cell death pathways in Burkholderia pseudomallei infection of macrophages. Bast A, Krause K, Schmidt IH, Pudla M, Brakopp S, Hopf V, Breitbach K, Steinmetz I.; PLoS Pathog. 2014 Mar 13;10(3):e1003986. doi: 10.1371/journal.ppat.1003986. eCollection 2014.

BPSS1504, a cluster 1 type VI secretion gene, is involved in intracellular survival and virulence of Burkholderia pseudomallei. Hopf V, Göhler A, Eske-Pogodda K, Bast A, Steinmetz I, Breitbach K.; Infect Immun. 2014 May;82(5):2006-15. doi: 10.1128/IAI.01544-14. Epub 2014 Mar 4.

A novel FK-506-binding-like protein that lacks peptidyl-prolyl isomerase activity is involved in intracellular infection and in vivo virulence of Burkholderia pseudomallei. Norville IH, Breitbach K, Eske-Pogodda K, Harmer NJ, Sarkar-Tyson M, Titball RW, Steinmetz I.; Microbiology. 2011 Sep;157(Pt 9):2629-38. doi: 10.1099/mic.0.049163-0. Epub 2011 Jun 16.


Kontakt: Univ.- Prof. Dr. med. Ivo Steinmetz

B. pseudomallei Metabolismus und Virulenz

Die Anpassung des Metabolismus und eine variable Expression von Virulenzfaktoren ermöglicht es B. pseudomallei, in unterschiedlichsten Habitaten extra- und intrazellulär zu bestehen. In unserem Labor untersuchen wir den potenziellen Einfluss von wechselnden metabolischen Bedingungen im Wirt und in natürlichen Umwelthabitaten (Ökologie und globale Verbreitung von Burkholderia pseudomallei) auf den Infektionsprozess. Diese Arbeiten beinhalten u.a. die Untersuchung von hypoxischen und anaeroben Bedingungen. Durch Analysen der Verwertung und Sekretion von Substanzen durch B. pseudomallei in Kombination mit genomweiten Expressionsanalysen wollen wir einen möglichen Zusammenhang zwischen Virulenz und Metabolismus aufklären.

 

Beteiligte Wissenschaftler (alphabetisch):
Karoline Assig, Ivo Steinmetz, Gabriel Wagner-Lichtenegger, Sabine Wagner-Lichtenegger

Ausgewählte Publikationen:
Burkholderia pseudomallei Colony Morphotypes Show a Synchronized Metabolic Pattern after Acute Infection. Gierok P, Kohler C, Steinmetz I, Lalk M.; PLoS Negl Trop Dis. 2016 Mar 4;10(3):e0004483. doi: 10.1371/journal.pntd.0004483. eCollection 2016.


Kontakt: Univ.- Prof. Dr. med. Ivo Steinmetz

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