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Projekt
Virulenzentwicklung in einem Wirt: Staphylococcus aureus, Antibiotika und das Immunsystem der Insekten
Antragstellerin
Dr. Flor Inés Arias Sánchez
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425876005
Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass Staphylococcus aureus, der auf der Haut von Menschen lebt, vom Kommensalen zum Krankheitserreger evolvieren und schwere Infektionen verursachen kann. Die Ursachen, die den Übergang zu einer hohen Virulenz auslösen, sind jedoch noch unbekannt. Zwei der wichtigsten selektiven Belastungen für das Überleben von Krankheitserregern in einem Wirt sind das Immunsystem und medizinische Interventionen (Antibiotika). Auch wenn paarweise Effekte in vitro dokumentiert sind, besteht ein zunehmender Bedarf an Interaktionen höherer Ordnung zwischen. Antibiotika und dem Immunsystem. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, diese wichtige Herausforderung anzugehen und die evolutionären Trajektorien von S. aureus in Insektenwirten mit manipulierten Immunantworten und/oder dem Vorhandensein niedriger Dosen von Antibiotika zu entdecken. Das vorgeschlagene Insekten-Wirt-Modellsystem ermöglicht eine präzise Manipulation der Immunantwort, ohne die für evolutionäre Experimente erforderliche hohe Replikationsrate zu verlieren. Durch eine Kombination verschiedener Forschungsmethoden, wie mikrobielle experimentelle Evolution, Genomik und mathematische Modellierung, werden wir uns auf vier Hypothesen konzentrieren: 1. Die Entwicklung von S. aureus in Wirten mit unterschiedlichen Immunantworten (AMP-Profile) wird zu signifikanten Variationen der Virulenz von Krankheitserregern führen 2. Das Vorhandensein niedriger Dosen von mutagenen Antibiotika während der Evolution innerhalb des Wirtes kann als zweischneidiges Schwert gegen den Wirt wirken, indem entweder die bakterielle Mutationsrate erhöht oder die Immunantwort verändert wird. 3. Die Virulenzmuster der entwickelten S. aureus-Mutanten unterscheiden sich, wenn sie gegen "neue" Wirte getestet werden. 4. Die Virulenz verändert sich nicht nur als Nebeneffekt evolutionärer Veränderungen der Bakterienpopulation, sondern auch unabhängig voneinander (Pathogenität per Pathogen). Aus grundlegender Sicht wird dieser Antrag dazu beitragen, die Wege zu verstehen, auf denen Stress die Ökologie und Evolution von Mikroben in einem Wirt beeinflussen kann. Die gewonnenen Erkenntnisse werden potenziell neue Strategien zur Verhinderung der Ausbreitung von Virulenz bei einem unserer weltweit wichtigsten bakteriellen Krankheitserreger liefern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
