Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Umweltmedizin

Medizinische Universität Graz

Immunabwehrmechanismen

Wir analysieren Immunabwehrmechanismen bei bakteriellen Infektionen mit dem Ziel neue therapeutische Targets bei Infektionen zu identifizieren (host-directed therapy). In unseren Untersuchungen fokussieren wir uns auf Infektionsmodelle mit dem humanpathogenen Bakterium Burkholderia pseudomallei, das in den Subtropen und Tropen schwere Infektionen verursacht.

Inflammasomaktivierung und Caspasen-Signalling und Zelltod

Die intrazelluläre Erkennung von konservierten mikrobiellen Strukturen ist eine wichtige Eigenschaft des angeborenen Immunsystems und für den Verlauf einer Vielzahl von Infektionen von entscheidender Bedeutung. Wir untersuchen verschiedene zytosolische Proteinkomplexe (Inflammasomen) in B. pseudomallei-infizierten Makrophagen, um deren Rolle bei der Erkennung von B. pseudomallei und der anschließenden Aktivierung von spezifischen Cysteinproteasen (Caspasen) zu verstehen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Rolle dieser Enzyme für die infektionsabhängige Induktion von Zelltodmechanismen und Entzündungsreaktionen.

 

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.

Caspase-1 mediates resistance in murine melioidosis.Breitbach K, Sun GW, Köhler J, Eske K, Wongprompitak P, Tan G, Liu Y, Gan YH, Steinmetz I.; Infect Immun. 2009 Apr;77(4):1589-95. doi: 10.1128/IAI.01257-08. Epub 2009 Jan 29.


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

 

Oxidativer Stress, Eisenmetabolismus und Hypoxie

Die Produktion von reaktiven Stickstoff- und Sauerstoffradikalen durch Immunzellen stellt einen Abwehrmechanismus bei bakteriellen Infektionen dar. Zu oxidativem Stress kommt es, wenn ein Ungleichgewicht zwischen reaktiven Stickstoff- und Sauerstoffspezies und anti-oxidativen Schutzmechanismen entsteht. Eisen kommt hier als Redoxkatalysator und essentieller Bestandteil von Wirtszellen und pathogenen Bakterien eine wesentliche Rolle zu. Zusätzlich kommt es bei Infektionen häufig zu Veränderungen der Eisenhomöostase. Ursächlich sind zum einen Strategien der pathogenen Bakterien das Eisenreservoir im Wirtsorganismus zu nutzen, zum andern aber auch die Limitierung der Eisenverfügbarkeit durch den Wirt (nutritional immunity).

Im Verlauf von Infektionen kommt es in betroffenen Geweben häufig zu hypoxischen Bedingungen, die die angeborene und adaptive Immunität und den Eisenmetabolismus nachweislich durch die Regulation von Transkriptionsfaktoren beeinflussen. Hypoxie kann daher die Pathogenese bakteriellen Infektionen und damit den Krankheitsverlauf entscheidend beeinflussen. In laufenden Projekten beschäftigen wir uns mit der Sauerstoff-abhängigen Regulation von Immunabwehrmechanismen und Veränderungen des Eisenstoffwechsels in Modellen mit B. pseudomallei.

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

Ausgewählte Publikationen:
Heme Oxygenase-1 and Carbon Monoxide Promote Burkholderia pseudomallei Infection. Stolt C, Schmidt IH, Sayfart Y, Steinmetz I, Bast A.; J Immunol. 2016 Aug 1;197(3):834-46. doi: 10.4049/jimmunol.1403104. Epub 2016 Jun 17.


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

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