Projekt: Funktionelle Auswirkungen mykobakterieller Zellwandkomponenten auf die Infektion von Dictyostelium discoideum mit Mycobacterium marinum
Tuberkulose wird durch Mycobacterium tuberculosis (Mtb) verursacht und ist weltweit für 1,6 Millionen Todesfälle pro Jahr verantwortlich. Eine Infektion findet statt, wenn Mtb über Aerosole in die Lunge eingeatmet wird. Dort werden die Bakterien von alveolaren Makrophagen durch Phagozytose aufgenommen. Mykobakterien blockieren die Phagosomenreifung und erschaffen so ein Kompartiment, die sog. Mykobakterien-Vakuole (MV), in der sie proliferieren können.
Mtb und andere pathogene Mykobakterien beschädigen die Membran der MV, um in das Zytosol der Wirtszelle zu gelangen, ein Schritt, der der Zell-zu-Zell Übertragung vorausgeht. Die bakterielle Translokation in das Zytosol ist abhängig vom Sekretionssystem ESX-1 und den darüber sekretierten, porenbildenden Peptiden ESAT-6 & CFP-10.
Die Fähigkeit von Mtb Wirtszellen zu infizieren und darin zu persistieren, ist unter anderem auf die einzigartige Zellwand der Bakterien zurückzuführen, die komplexe äußere Zellwandlipide enthält. Eine Inhibition der Zellwandlipidsynthese kann erhebliche Auswirkungen auf den Ausgang der Infektion haben, was zu einer starken Abschwächung des Bakterienwachstums und einem Verbleib der Bakterien in Phago-Lysosomen führt.
Kürzlich wurde gezeigt, dass ESAT-6 im Zusammenspiel mit Phthiocerol-Dimycocerosat (PDIM) arbeitet, einem komplexen mykobakteriellen Zellwandlipid, das während der Infektion in die Wirtsmembranen freigesetzt wird. Es ist weitgehend unbekannt, ob neben PDIM auch andere Komponenten der mykobakteriellen Zellwand an dem phagosomalen Austritt beteiligt sind.
In diesem Projekt soll die Funktion von Zellwandkomponenten im phagosomalen Austritt von Mykobakterien anhand des Dictyostelium discoideum / Mycobacterium marinum-Infektionsmodells untersucht werden. Zu den technischen Tools zur Beantwortung dieser Fragestellung gehören unter anderem diverse mikroskopische Methoden (Lebendzell- und hochauflösende Mikroskopie) sowie die Lipidanalyse mittels Dünnschichtchromatografie und Lipidomics.