Mikrobiologie
Die Abteilung Mikrobiologie unter Leitung von Prof. Dr. Michael Hensel erforscht molekulare Mechanismen bakterieller Krankheitserreger. Mit dem Modellorganismus Salmonella enterica wird die pathogene Lebensweise im Wirt, die Wirtsanpassung, und die Funktion von Virulenzfaktoren entschlüsselt.
Warum machen uns Bakterien krank, und was können wir dagegen tun?
Wir Menschen sind zeitlebens mit einer großen Vielfalt von Bakterien besiedelt, die unser Mikrobiom darstellen und symbiotisch mit uns interagieren. Jedoch gibt es auch einige Arten von Bakterien, die nicht Teil dieses Mikrobioms sind und nach Eintritt in unseren Körper zu Infektionserkrankungen führen können. Solche pathogenen Bakterien sind maßgeblich für die Krankheitsbelastung und für vermeidbare Todesfälle verantwortlich. Pathogene Bakterien verfügen über eine Vielzahl von Virulenzfaktoren, z.B. diverse Adhäsine zur Anheftung an Oberflächen im Wirtsorganismus, oder Sekretionssysteme zur Injektion von Proteinen in Wirtszellen. Bakterielle Infektionserkrankungen können mit Antibiotika behandelt werden, allerdings machen immer häufiger auftretende Resistenzen solche Therapien wirkungslos. Die Suche nach neuen Zielstrukturen für antimikrobielle Wirkstoffe ist eine wichtige Alternative zu bisher verfügbaren Antibiotika.
Pathogene Bakterien zeigen meist komplexe Wechselwirkungen mit ihren Wirtsorganismen, und unterscheiden sich in ihrer Wirtsspezifität sowie der Schwere des Krankheitsverlaufs bei einer Infektionserkrankung. Die Abteilung Mikrobiologie nutzt den Modellorganismus Salmonella enterica, um die molekularen Mechanismen der pathogenen Lebensweise im Wirt, der Wirtsanpassung, und der Funktion von Virulenzfaktoren zu entschlüsseln.
Intrazelluläre Lebensweise von Salmonellen in Säugerzellen
Salmonellen können in Zellen der Darmwand aber auch in Zellen des Immunsystems eindringen, in diesen Zellen überleben und sich dort vermehren. Die intrazelluläre Lebensweise erfolgt dabei in einem speziellen Kompartiment der Wirtszelle, der Salmonellen-haltigen Vakuole. Wir untersuchen, wie Salmonellen mittels einer Gruppe von Virulenzproteinen dieses Kompartiment einrichten und darin die Vermehrung erreichen.
Wirtspezifität von Salmonellen
Einige Salmonellen sind hochgradig auf die Infektion des Menschen spezialisiert und rufen im Menschen schwere, zum Teil lebensbedrohliche Erkrankungen hervor, wie z.B. Typhus abdominalis durch Salmonella Typhi. Welche Faktoren Wirtsspezifität und Krankheitsverlauf bedingen, ist nur teilweise verstanden. Die Abteilung Mikrobiologie identifiziert neue Virulenzfaktoren von wirtsspezifischen Salmonellen und untersucht deren Rolle bei Erreger-Wirts-Interaktionen.
Hochauflösende Darstellung von Erreger-Wirts-Interaktionen
Für das Verständnis der Effekte pathogener Bakterien auf ihre Wirte ist die Mikroskopie eine wichtige Methodik. Die Abteilung Mikrobiologie setzt diverse Verfahren der Lichtmikroskopie und Elektronenmikroskopie zur zeitaufgelösten oder hochauflösenden Darstellung von Infektionsvorgängen ein. Weiterführend werden verbesserte Ansätze der Lebendzellmikroskopie und Korrelation verschiedener Mikroskopie-Techniken entwickelt.
Mechanismen der Anheftung
Salmonellen benutzen eine große Zahl von adhäsiven Proteinen, um an unterschiedliche Oberflächen innerhalb und außerhalb eines Wirtsorganismus binden zu können. Die Abteilung Mikrobiologie hat zahlreiche neue Adhäsine in Salmonellen identifiziert und untersucht deren Struktur und Binde-Spezifität.
