Mukoviszidose e.V. investiert in Forschung zur Bakterien-Phagen-Interaktion

In einem neu in die Forschungsförderung des Mukoviszidose e.V. aufgenommenen Projekt wird die Persistenz- und Resistenzmechanismen des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa sowie seine Interaktion mit Phagen untersucht. Es könnte künftig die Therapie chronischer Infektionen bei Mukoviszidose optimieren helfen.

Das Projekt wird mit 19.000 Euro gefördert. Der Mukoviszidose e.V. unterstützt ein breites Spektrum an Forschungsprojekten von der medizinischen Grundlagenforschung bis zu klinischen Studien. Ziel des Vereins ist es, mithilfe neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse die Therapieoptionen und damit die Lebensqualität der Mukoviszidose-Betroffenen zu verbessern.

Resistenzen erschweren nachhaltige Bekämpfung von Pseudomonas-Infektionen

Chronische Infektionen der Lunge mit Pseudomonas aeruginosa (PA) sind für viele Mukoviszidose-Patientinnen und -Patienten mit zunehmendem Alter ein Problem, da sie zu Exazerbartionen führen und die Lunge dadurch dauerhaft schädigen können. Die bei PA zunehmend auftretenden Resistenzen gegen die Therapie erschweren zudem eine nachhaltige Bekämpfung der Infektion. Die Mechanismen dieser Resistenzbildung genauer zu verstehen, hat sich die Arbeitsgrupppe um Prof. Martin Witzenrath und Dr. Gopinath Krishnamoorthy, an der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin, mit dem aktuellen Forschungsprojekt zur Aufgabe gemacht.

Biofilm und Alginathülle als Resistenzmechanismen

Resistenzen gegenüber einer Therapie äußern sich bei Bakterien nicht allein dadurch, dass die Therapie die Bakterienzelle nicht effektiv abtöten kann, sondern auch darin, dass sich die Bakterien zum Beispiel in einen Biofilm zurückziehen oder eine Hülle aus Alginat produzieren, welche die Therapie nicht durchdringen kann. Diese Mechanismen werden auch als Persistenz (weil die bakterielle Infektion trotz Therapie bestehen bleibt) oder Toleranz (weil die Bakterien die Therapie tolerieren, ohne abgetötet zu werden) bezeichnet.

Persistenz und Toleranz beziehen sich aber nicht auf Antibiotika-Therapien allein, auch gegen Bakteriophagen können sich Pseudomonaden auf diese Weise wehren, weil Phagen die mechanische Barriere aus Biofilm oder Alginathülle nicht überwinden können. Die molekularen Mechanismen, wie sich Persistenz beziehungsweise Toleranz bei PA entwickelt, sind bisher nicht vollständig bekannt.

Untersuchung der Interaktion von Pseudomonaden und Bakteriophagen

Diesen molekularen Mechanismus der bakteriellen Persistenz und seine Regulationsprinzipien zu identifizieren, ist das Ziel der Projektgruppe. Hierfür untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum einen die Reaktion von PA auf die Infektion mit Bakteriophagen, und zwar unter anderem mittels einer Messung der Genaktivität (Transkriptom-Analyse). Weiterhin wollen sie herausfinden, ob die Gabe sogenannter Small Molecules (wie z.B. L-Cystein) dazu führt, die Mechanismen der Persistenz beziehungsweise Toleranz von PA zu überwinden und die Therapie mit Antibiotika, aber auch mit Bakteriophagen zukünftig effektiver zu machen.