Projekt: Integrität der Salmonellen-haltigen Vakuole als entscheidender Faktor des Austritts von Salmonellen aus Wirtszellen
Salmonella enterica ist ein invasiver intrazellulärer Erreger, und verursacht ein Spektrum von Infektionskrankheiten, dass von leichter Gastroenteritis bis zum lebensbedrohlichen systemischen Typhus reicht. Erkrankungen durch Salmonellen sind immer noch häufig, und Typhus und nicht-typhoidale systemische Salmonellosen sind in den Entwicklungsländern, ebenso wie multiresistente Salmonellenstämme, ein großes Gesundheitsproblem. S. enterica serovar Typhimurium (STM) dient als Modellsystem zur Untersuchung der Mechanismen von Erreger-Wirtszell-Interaktionen und systemischen Infektionen im Mausmodell. S. enterica Serovare Typhi und Paratyphi sind human-spezifische Serovare, die für systemische Erkrankungen wie Typhus verantwortlich sind.
In Wirtszellen befindet sich STM in einem Membran-Kompartiment, das als Salmonellen-haltige Vakuole (SCV) bezeichnet wird. STM überlebt und repliziert in der SCV, bis hohe Bakteriendichten erreicht sind. Ob spezifische Exit-Strategien zur Freisetzung von STM aus den Wirtszellen nach intrazellulärer Proliferation führen, ist noch offen. Je nach Art der Wirtszellen hat der Verlust der SCV-Integrität und der Zugang zum Zytosol der Wirtszellen unterschiedliche Auswirkungen, die mit den Exit-Strategien verbunden sind. (i) Induktion des Wirtszelltodes durch Pyroptose, (ii) Hyper-Replikation im Wirtszell-Zytosol und Zellschädigung, oder (iii) Expulsion von Zellen mit zytosolischen STM aus dem Epithel.
Ein Themenbereich in SPP 2225 ist der Austritt aus vakuolären Kompartimenten als Voraussetzung für den Austritt aus Wirtszellen. In diesem Projekt werden Mechanismen der Kontrolle und des Aufschlusses der SCV in S. enterica-infizierten Zellen untersucht. Abhängig vom Typ der Wirtszelle könnte dieses Ereignis zu Exit-Ereignissen im Fokus von SPP 2225 führen, d.h. (i) die Einleitung des programmierten Zelltodes; (2) die aktive lytische Zerstörung der Wirtszelle.
Das Projekt wird die Rolle der SCV-Integrität und des zytosolischen Zugangs als Voraussetzungen für den späteren Austritt aus den Wirtszellen untersuchen. Basierend auf Beobachtungen im Feld und eigener Forschung wurden Hypothesen aufgestellt, die in dem vorgeschlagenen Projekt getestet werden sollen. Spezifische Ziele sind:
Das Projekt zielt darauf ab, verbesserte experimentelle Werkzeuge und Modelle für die Analyse des Salmonella-Exits zu entwickeln:
- Entwicklung von Werkzeugen zur experimentellen Kontrolle von Schädigung der SCV unter definierten experimentellen Bedingungen
- Verbesserung der Infektionsmodelle zur Untersuchung von SCV-Integrität und Austritt
Als analytischer Teil wird das Projekt untersuchen:
- Analyse der durch intrazelluläre Salmonellen verursachten Wirtszellschäden
- Wie wird der SCV-Schaden vermittelt und wie erscheinen SCV im Moment der Ruptur?
Das Projekt wird sich weiter mit Hypothesen-getriebenen Projektteilen befassen:
- Induzieren T3SS-Translokons SCV-Schäden, die zum Austritt führen?
- Kontrollieren spezifische T3SS-Effektorproteine die SCV-Integrität und deren Ruptur?