Viral-bakterielle Co-Infektionen: Auswirkung von Streptococcus suis auf die Influenzavirus-Infektion in differenzierten porzinen Atemwegsepithelzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Herrler
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270348298

Co-Infektionen im Atemtrakt spielen in der modernen Nutztierhaltung, vor allem beim Schwein, eine dominierende Rolle. Die Bekämpfung von Co-Infektionen ist schwierig, da die Pathogenese wesentlich komplexer ist als die von Monoinfektionen. Die Problematik ist seit vielen Jahren bekannt, dennoch gibt es bisher nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse zu den grundlegenden molekularen Interaktionen zwischen Erregern und Wirt bei Co-Infektionen. Im Tiermodell ist dies nur sehr schwer zu analysieren. Umso wichtiger sind geeignete in vitro Co-Infektionsmodelle, die möglichst nahe an die in vivo Situation heranreichen. Im beantragten Projekt wird die Co-Infektion von Atemwegsepithelzellen durch zwei wichtige Erreger im porzinen Atemtrakt, Schweine-Influenzaviren (SIV) und Streptococcus suis (S. suis) untersucht. Beide Erreger spielen auch als Verursacher von Zoonosen beim Menschen eine Rolle. Ziel des Projekts ist die Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Influenzaviren und Streptokokken bei der Co-Infektion porziner Atemwegsepithelzellen. Es handelt sich hier um ein sehr fokussiertes Projekt, weshalb wir nur untersuchen werden, wie der bakterielle Erreger die Virusinfektion beeinflusst. Da S. suis in seinem Kapselpolysaccharid alpha2,6-verknüpfte Sialinsäure enthält, kann SIV über die sialinsäure-bindende Aktivität seines Oberflächenproteins Hämagglutinin an S. suis binden. Es wird untersucht, welche Variationen es bei dieser Interaktion zwischen verschiedenen Virus- und Bakterien-Varianten gibt. Weiterhin wird analysiert, unter welchen Bedingungen und in welchem Ausmaß die SIV-S. suis-Interaktion sich auf den Verlauf der SIV-Infektion auswirkt. Dies wird nicht nur mit einer immortalisierten porzinen Trachealzelllinie untersucht, sondern auch mit den eigentlichen Zielzellen dieser beiden Erreger, mit differenzierten Atemwegsepithelzellen. Diese werden in Form von Präzisionslungenschnitten und als Air-Liquid-Interface-Kulturen kultiviert. Dies erlaubt die gezielte Zugabe von Reagenzien, so dass molekulare Mechanismen, wie die Bedeutung der Sialinsäure, durch enzymatische Vorbehandlungen aufgeklärt werden können. Neben der Bedeutung der Kapselsialinsäure von S. suis wird noch untersucht, ob auch bakterielle Proteasen den Infektionsverlauf beeinflussen können, indem sie die proteolytische Aktivierung der viralen Fusionsfähigkeit steigern. Die erwarteten Ergebnisse werden grundlegende Erkenntnisse darüber liefern, wie S. suis bei Co-Infektionen die SIV-Infektion im porzinen Atemtrakt beeinflusst. Aufbauend auf dieses Wissen kann in Folgearbeiten die indirekte gegenseitige Beeinflussung der beiden Erreger untersucht werden, z. B. über die Auslösung eine Zytokinreaktion in Epithel- oder Immunzellen wie etwa Makrophagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen