Interplay of immune cells and bacteria in response to stimulation by stress hormones ins pigs

• Applicants: Professorin Dr. Julia Fritz-Steuber; Professor Dr. Volker Stefanski
• Subject Area: Animal Breeding, Animal Nutrition, Animal Husbandry
• Term: from 2015 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 272280174

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Chronischer Stress erhöht das Infektionsrisiko. In der Tierproduktion gilt es die Auswirkung von psychosozialem Stress in der Massentierhaltung auf den Ausbruch und Verlauf von Infektionskrankheiten zu verstehen und zu vermeiden. Im Schwein führen erhöhte Konzentrationen der sogenannten Stresshormone (Catecholamine und Glucocorticoide) zu Anpassungen des Immunsystems bis hin zur Immunsuppression. In diesem Projekt wurden die krankheitsförderlichen Auswirkungen von Adrenalin und Noradrenalin (Catecholamine) auf pathogene Bakterien untersucht. Die Catecholamine wirken als Botenstoffe, die die Aufnahme- und Speicherfähigkeit der Bakterien für das wichtige Spurenelement Eisen verbessern. Adrenalin wird durch Oxidation mit Superoxid zu einem Signalmolekül umgewandelt, welches eine im Vergleich zum ursprünglichen Hormon veränderte Entzündungsreaktion der Immunzellen bewirkt. Die vergleichenden Untersuchungen der Erreger Vibrio cholerae und Salmonella enterica serovar Choleraesuis lassen den Schluss zu, dass Veränderungen im bakteriellen Katabolismus für die Stabilität der Stresshormone am Infektionsort ausschlaggebend sind.

Publications

• (2015) Response of Vibrio cholerae towards the catecholamine hormones epinephrine and norepinephrine. J. Bacteriol. 197: 3769-3778
  Halang, P., Toulouse, C., Geißel, B., Michel, B., Flauger, B., Müller, M., Voegele, R.T., Stefanski, V., Steuber, J.
  (See online at https://doi.org/10.1128/JB.00345-15)
• Chloroform-free permeabilization for improved detection of β-galactosidase activity in Vibrio cholerae. (2017) J Microbiol Methods. 137:1-2
  Toulouse C, Häse CC, Steuber J
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.mimet.2017.03.011)
• Metabolic reprogramming of Vibrio cholerae impaired in respiratory NADH oxidation is accompanied with increased copper sensitivity. (2018) J Bacteriol. 200 (15) pii: e00761-17
  Toulouse C, Metesch K, Pfannstiel J, Steuber J
  (See online at https://doi.org/10.1128/JB.00761-17)
• (2019) Mechanism and impact of catecholamine conversion by Vibrio cholerae. Biochim. Biophys. Acta Bioenergetics 1860(6):478-487
  Toulouse, C., Schmucker, S., Metesch, K., Pfannstiel, J., Michel, B., Starke, I., Möller, H.M., Stefanski, V., Steuber, J.
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2019.04.003)