Molekulare Mechanismen der Candida-Sepsis
Akronym: MomCanSep
Projektleiter: Prof. Bernhard Hube
Team: Ilse Jacobsen, Betty Hebecker, Tony Pawlik, Nadja Jablonowski
Forschungsfeld: D Sepsis-related organ failure
Projektnummer: D1.15
Projektlaufzeit: 01.08.2012 - 31.07.2015
Modul: In-house Professorship
Zusammenfassung
Candida albicans ist der häufigste Erreger lebensbedrohlicher Pilzinfektionen beim Menschen. Die Mortalität der Candida-Sepsis liegt dabei mit >50% noch höher als bei bakterieller Sepsis. Obwohl C. albicans im Rahmen systemischer Infektionen fast alle Organe befallen kann, bestehen signifikante organspezifische Unterschiede in der Immunantwort und Erreger-Eliminierung. Das Standard-Tiermodell zur Untersuchung der disseminierten Candidiose ist die intravenös infizierte Maus. Das Hauptzielorgan in diesem Modell ist die Niere. Infektionen der Niere sind charakterisiert durch progressive Entzündung und Pilzwachstum, welche letztendlich zu einer progressiven Sepsis, Nierenversagen und Tod führen. Im Gegensatz zur Niere werden Infektionen in allen anderen Organen in diesem Modell ohne Manifestation pathologischer Veränderungen geklärt. Dies weist darauf hin, das organspezifische Gewebsschädigungen durch überschießende Immunreaktionen ohne Eliminierung des Erregers an der Pathogenese beteiligt sind.
Ziel dieses Projektes ist die Identifizierung von Pilzfaktoren, die organspezifisch für die Induktion einer protektiven Immunantwort einerseits und der Immunpathologie in der Niere andererseits verantwortlich sind. Wir postulieren, (1) dass zusätzlich zu Komponenten der Zellwand weitere Pilzfaktoren oder -aktivitäten vom Immunsystem erkannt werden und so die organspezifischen Immunantworten und –pathologien auslösen und (2), dass bestimmte Pilzfaktoren, die nicht an der Organschädigung beteiligt sind, spezifisch zur protektiven bzw. nicht-protektiven Immunantwort in den verschiedenen Organen beitragen.
Einzelne Proof-of-principle Gene mit den oben genannten Eigenschaften wurden bereits identifiziert. Um weitere Kandidatengene zu identifizieren, werden wir zum einen in vivo Transkriptionsprofile erstellen und zum anderen C. albicans Mutantenbanken screenen. Im nächsten Schritt soll die Rolle dieser Kandidatengene für die systemische C. albicans–Infektion detailliert aufgeklärt werden.
Das Projekt trägt somit zur Aufklärung der molekularen Mechanismen der Sepsis durch C. albicans bei. Die zu identifizierenden immunmodulierenden Pilzfaktoren könnten Angriffspunkte für neuartige Immuntherapien in der Candida-Sepsis darstellen.
Das Arbeitsprogramm umfasst vier Hauptbereiche:
- Identifizierung von Genen, die stadien-, gewebs- oder organspezifisch exprimiert werden und die Wirtsantwort beeinflussen könnten
- Konstruktion von Mutanten mit Deletion virulenzassoziierter Gene und Zusammenstellung von Mutantenbanken
- Screening der Mutantenbanken auf Kandidatengene, die die Wirtsantwort beeinflussen
- Detaillierte Charakterisierung der Funktion ausgewählter Gene hinsichtlich Beitrag zur Sepsis und Aufklärung der molekularen Interaktion mit dem Immunsystem
Ausgewählte Publikationen
Seider K, Gerwien F, Kasper L, Allert S, Brunke S, Jablonowski N, Schwarzmüller T, Barz D, Rupp S, Kuchler K, Hube B (2014) Immune evasion, stress resistance, and efficient nutrient acquisition are crucial for intracellular survival of Candida glabrata within macrophages. Eukaryotic Cell 13:170-183
Brunke S, Hube B (2013) Two unlike cousins: Candida albicans and C. glabrata infection strategies. Cell Microbiol. 15(5):701-708
Lüttich A, Brunke S, Hube B, Jacobsen ID (2013) Serial passaging of Candida albicans in systemic murine infection suggests that the wild type strain SC5314 is well adapted to the murine kidney. PloS one 8: e64482
Martin R, Albrecht-Eckardt D, Brunke S, Hube B, Hünniger K, Kurzai O (2013) A Core Filamentation Response Network in Candida albicans Is Restricted to Eight Genes. PloS one 8: e58613
Mayer FL, Wilson D, Hube B (2013) Candida albicans pathogenicity mechanisms. Virulence 4: 119-128
Mayer FL, Wilson D, Hube B (2013) Hsp21 potentiates antifungal drug tolerance in Candida albicans. PloS one 8: e60417
Miramon P, Kasper L, Hube B (2013) Thriving within the host: Candida spp. interactions with phagocytic cells. Med Microbiol Immunol 202: 183-195
Pietrella D, Pandey N, Gabrielli E, Pericolini E, Perito S, Kasper L, Bistoni F, Cassone A, Hube B, Vecchiarelli A. (2013) Secreted aspartic proteases of Candida albicans activate the NLRP3 inflammasome. Eur J Immunol. 43: 679-692
Citiulo F, Jacobsen ID, Miramon P, Schild L, Brunke S, Zipfel P, Brock M, Hube B, Wilson D (2012) Candida albicans scavenges host zinc via Pra1 during endothelial invasion. PLoS Pathog 8: e1002777 (→ Publikationspreis der DMyk)
Gow NA, Hube B (2012) Importance of the Candida albicans cell wall during commensalism and infection. Current Opinion in Microbiology 15: 406-412
Jacobsen ID, Wilson D, Wächtler B, Brunke S, Naglik JR, Hube B (2012) Candida albicans dimorphism as a therapeutic target. Expert Rev Anti Infect Ther. 10(1):85-93
Lüttich A, Brunke S, Hube B. (2012) Isolation and amplification of fungal RNA for microarray analysis from host samples. Methods Mol Biol. 845:411-21
Mayer FL, Wilson D, Jacobsen ID, Miramon P, Slesiona S, Bohovych IM, Brown AJ, Hube B (2012) Small but crucial: the novel small heat shock protein Hsp21 mediates stress adaptation and virulence in Candida albicans. PloS one 7: e38584
Miramón P, Dunker C, Windecker H, Bohovych IM, Brown AJ, Kurzai O, Hube B. (2012) Cellular Responses of Candida albicans to Phagocytosis and the Extracellular Activities of Neutrophils Are Critical to Counteract Carbohydrate Starvation, Oxidative and Nitrosative Stress. PLoS One. 7(12):e52850
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