Neue Überlebensstrategie der Pneumokokken im Zentralnervensystem identifiziert

Schematische Darstellung der Infektion und in vivo Proteomanalyse – Grafik: Frank Schmidt

Die durch Pneumokokken ausgelöste Hirnhautentzündung macht etwa 0,6 % aller Todesfälle weltweit aus. Die bakterielle Meningitis steht damit in der Liste der zehn wichtigsten Infektionen weltweit.

An der Studie waren Forschende der Universität und Universitätsmedizin Greifswald aus dem Interfakultären Institut für Genetik und Funktionelle Genomforschung (C_FunGene), der Neurologischen Klinik am Klinikum der LMU München und weitere internationale Forschende beteiligt.

Zu den gefürchtetsten invasiven Krankheitsbildern der Pneumokokken zählt die Meningitis. Diese Erkrankung wird häufig durch die Streuung der Bakterien über den Blutkreislauf und die Überwindung der Blut-Hirn/Hirnwasser (Liquor)-Schranke durch die Pneumokokken verursacht.

Seltener ist sie Folge eines lokalen Eiterherds, wie er bei der Mittelohrentzündung entstehen kann. Die Sterblichkeitsrate bei Kindern beträgt zwischen fünf und zehn Prozent, bei Risikopatienten und älteren Patienten sogar bis zu 80 Prozent.

Die zunehmende Antibiotikaresistenz der Pneumokokken erschwert trotz verbesserter Therapieformen die Behandlung und macht die Entwicklung präventiver oder neuartiger Interventionsstrategien notwendig. Dazu ist das Verständnis des Krankheitsverlaufs – der Pathogenese – und des bakteriellen Erregers in seiner Umgebung im Wirt entscheidend.

In einem innovativen Ansatz unter Verwendung eines experimentellen Meningitismodells und der Proteomanalyse (Proteomics) hat das interdisziplinäre Forscherteam das in vivo Proteom der Pneumokokken nach Isolierung der Bakterien aus dem Hirnwasser (Liquor) von Mäusen analysiert.

Dabei konnten Proteine in Pneumokokken identifiziert werden, die verstärkt produziert wurden. Es handelte sich um ein Transporteiweiß für sogenannte Oligopeptide und ein Regulatorprotein, das die Aufnahme von extrazellulärer DNA steuert. Wie wichtig diese Proteine sind, konnte durch weitere Studien im experimentellen Meningitismodell nachgewiesen werden.

Das Fehlen der Pneumokokken-Proteine führte zu verminderten Hirnblutungen und einer verminderten Einwanderung von Immunzellen“, erklärt Prof. Sven Hammerschmidt von der Universität Greifswald. Weiterhin konnten diese Pneumokokkenmutanten nur in geringem Ausmaß die Barriere der Blut-Hirn/Liquor-Schranke überqueren.

Die Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, einen Einblick in die Physiologie und Pathophysiologie der Pneumokokken unter Infektionsbedingungen zu bekommen, um so neue Angriffsziele für präventive oder therapeutische Maßnahmen entwickeln zu können.

Diese Studie wurde durch das BMBF und Projekt VacoME „Entwicklung von Impfstoffen gegen respiratorische und systemische Infektionen bei Mensch und Schwein“ in InfectControl 2020 gefördert. Ziel in VacoME ist die Identifizierung von Wirtskompartiment-spezifischen Antigenen/Proteinen von Pneumokokken und Streptococcus suis, die allein oder in Kombination einen Schutz gegenüber einer Infektion vermitteln.

Weitere Informationen

Das Konsortium InfectControl 2020
In dem deutschlandweit agierenden Konsortium InfectControl 2020 https://www.infectcontrol.de/de/ haben sich Wissenschaft und Wirtschaft zusammengeschlossen, um Infektionskrankheiten langfristig zu vermeiden, schneller zu erkennen und konsequent zu bekämpfen. InfectControl 2020 wird im Programm Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Originalpublikation
Schmidt, F., N. Kakar, T.C. Meyer, M. Depke, I. Masouris, G. Burchhardt, A. Gomez-Mejia, V. Dhople, L.S. Havarstein, Z. Sun, R.L. Moritz, U. Voelker, U. Koedel, and S. Hammerschmidt (2019). In vivo proteomics identifies the competence regulon and AliB oligopeptide transporter as pathogenic factors in pneumococcal meningitis. PLoS Pathogens 15:e1007987 https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1007987.

Beteiligte Einrichtungen
Abteilung für Molekulare Genetik und Infektionsbiologie an der Universität Greifswald http://mnf.uni-greifswald.de/genetik
Abteilung für Funktionelle Genomforschung an der Universitätsmedizin Greifswald https://biologie.uni-greifswald.de/struktur/institute/interfakultaeres-institut-…
Interfakultäres Institut für Genetik und Funktionelle Genomforschung https://biologie.uni-greifswald.de/struktur/institute/interfakultaeres-institut-…
Neurologischen Klinik und Poliklinik der Universität München, Abteilung Experimentelle Neurologie http://www.klinikum.uni-muenchen.de/Klinik-und-Poliklinik-fuer-Neurologie/de/For…
Norwegian University of Life Sciences (NMBU), Molecular Microbiology
Institute for Systems Biology, Seattle, USA https://moritz.systemsbiology.org/
InfectControl 2020 https://www.infectcontrol.de/de/
VacoME https://www.infectcontrol.de/de/vacome.html

Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Sven Hammerschmidt
Abteilung Molekulare Genetik und Infektionsbiologie
Interfakultäres Institut für Genetik und Funktionelle Genomforschung
Felix-Hausdorff-Straße 8, 17489 Greifswald
Telefon +49 3834 420 5700
[email protected]
http://www.uni-greifswald.de

Media Contact

Jan Meßerschmidt idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Informationen:

https://www.uni-greifswald.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Neue Technologie für Wasserstoff-Antrieb

Die Hochschule Landshut forscht an innovativer Leistungselektronik für Fahrzeuge mit Brennstoffzellen – mit dem Ziel, Gewicht, Kosten und Wirkungsgrad zu verbessern. Wie sieht die Mobilität der Zukunft aus? Diese Frage…

Klimawandel mit dem Ozean effektiver begrenzen

Erste Forschungsmission der DAM untersucht Meere als Kohlenstoffspeicher. Das Problem ist bekannt: Immer mehr Kohlenstoff gelangt aufgrund menschlicher Aktivitäten in die Atmosphäre. Die heizt sich auf. Das Klima ändert sich…

Nahrungskette im Dunklen

Internationale Studie… Die Entdeckung ist bahnbrechend: Im Untergrund unseres Planeten leben bisher unbekannte Viren, sie befallen einzellige Mikroorganismen, die sogenannten Altiarchaeen. Das Bemerkenswerte: Sie starten die Nahrungskette in einem Ökosystem,…

Partner & Förderer