Ausbruch aus der Salmonellen-haltigen Vakuole - Rolle der Flagellen-vermittelten Schädigung, der zytosolischen Motilität, und der Wirtszell-Apoptose bei Austritt und Übertragung von Salmonellen

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Erhardt; Professor Dr. Michael Hensel
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446414114

Im Projekt wird die Rolle von Geißeln und intrazellulärer Motilität für den Austritt aus der Wirtszelle untersuchen. Wir haben bereits beobachtet, dass die Unversehrtheit der Salmonellen-enthaltenden Vakuole (SCV) entscheidend für das Schicksal der intrazellulären Salmonellen und der Wirtszellen ist, und dass eine Beschädigung der SCV zu einer bakteriellen Hyperreplikation, zur Ausstoßung von Zellen aus Epithelschichten oder zur Induktion des apoptotischen Zelltods führen kann. Die daraus resultierenden apoptotischen Körper können lebensfähige Salmonellen beherbergen und auf naive Wirtszellen übertragen. Vor kurzem haben wir festgestellt, dass der typhoide Serovar Paratyphi A (SPA) im Gegensatz zu S. enterica serovar Typhimurium (STM) nach dem Entkommen aus dem SCV funktionelle Geißeln ausbildet und intrazellulär mobil ist. Unser Ziel ist es, die spezifischen intrazellulären Lebensweisen von STM und SPA, die Mechanismen der SCV-Schädigung und die Folgen der zytosolischen Aktivitäten von Salmonellen zu verstehen. Insbesondere werden wir Folgendes untersuchen: • Kinetik der intrazellulären Geißel-Expression, Verständnis der Regulation in SPA vs. STM • Rolle der Salmonella-Flagellen bei der SCV-Schädigung, der Induktion von Wirtszellreaktionen und dem Verlassen der Wirtszelle • Mechanismen der Schädigung naszierender SCV durch Flagellen und Schicksal der Flagellen während der Invasion Wir werden den Lebendzellreporter EqtSM einsetzen, um die Schädigung von SCV zu überwachen und die bakteriellen und wirtszellspezifischen Faktoren zu analysieren, die zur Schädigung oder Stabilität von SCV beitragen: • Anwendung von EqtSM-Reporterzelllinien zur Analyse von SCV-Schäden mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung • Weitere Untersuchung von Salmonella-Faktoren (T3SS-Effektorproteine), die an der SCV-Schädigung und -Stabilisierung beteiligt sind • Aufbau verbesserter organoider Modellsysteme für die Analyse der intrazellulären Lebensweise von SPA • Entwicklung optogenetischer Experimentalsysteme zur Kontrolle der Geißelfunktionen in Wirtszellen • Analyse des Beitrags zur vakuolären Schädigung unter Verwendung von Lebendzellmikroskopie infizierter Wirtszellen und eines Minimal-Systems von Salmonellen, die in riesigen unilamellaren Vesikeln eingeschlossen sind. Wir werden untersuchen, wie Salmonellen den Wirt über apoptotische Körper, die lebensfähige Bakterien beherbergen, infizieren können, und uns mit den folgenden Fragen beschäftigen: • Ist pyroptotischer Zelltod die Freisetzung von Salmonellen durch apoptotische Körper ein geschützter Weg für die Infektion von naiven Wirtszellen? • Wie ist die intrazelluläre Umgebung von STM in AB und AB nach der Phagozytose durch Wirtszellen? Die erwarteten Ergebnisse werden unser Verständnis der Interaktion zwischen Wirt und Erreger bei Salmonelleninfektionen, der Pathogenese von typhösen Salmonelleninfektionen, und der Übertragungswege erweitern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2225: Wirtszellaustritt intrazellulärer Pathogene