Wirt-Parasit Koevolution in Tuberculose: Der Fall des Mycobacterium Africanum

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Lenz
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444810852

Tuberkulose (TB), eine Infektionskrankheit mit knapp 2 Mio Opfern allein in 2018, bleibt eine globale Bedrohung für die öffentliche Gesundheit. TB wird durch mehrere Bakterienarten verursacht, die als Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) bezeichnet werden, obwohl Mycobacterium tuberculosis (Mtb) und Mycobacterium africanum (Maf) die Hauptverursacher beim Menschen sind. Unter den MTBC-Stämmen kann die Neigung zur Krankheitsübertragung und -verursachung aufgrund unterschiedlicher genomischer Merkmale einzigartiger Klone variieren, die u.a. die Fähigkeit beeinflussen, sich der Immunantwort des Wirts zu entziehen. Zudem haben frühe Studien einen hohen Grad an Erblichkeit bei der TB-Anfälligkeit des Menschen gezeigt. Die Bemühungen um die Identifizierung von genetischen Faktoren der TB-Anfälligkeit waren jedoch bisher nur eingeschränkt erfolgreich, und die genetische Variabilität innerhalb der MTBC wurde weitgehend ignoriert. Es ist wahrscheinlich, dass die Koevolution zwischen dem Menschen und der an den Menschen angepassten MTBC zur Variation in der Ausprägung von TB beim Menschen beigetragen hat. Diese Hypothese wird durch Hinweise auf lokale Anpassung spezifischer MTBC-Stämme unterstützt, die auf bestimmte menschliche Populationen beschränkt sind. Während beispielsweise Mtb global verbreitet ist, ist Maf auf Westafrika beschränkt, wo es bis zu 50% der menschlichen TB-Fälle verursachen kann. Bislang ist der Grund für diese geographische Beschränkung von Maf auf Westafrika noch nicht geklärt, und es fehlt ebenfalls ein formaler Nachweis der Wirt-Pathogen-Koevolution bei menschlicher Tuberkulose. In dieser Studie planen wir, potenzielle Gene und genetische Mechanismen zu identifizieren, die der Wirt-Pathogen-Koevolution zugrunde liegen, indem wir gepaarte genomweite Diversitätsdaten von Tuberkulosepatienten und ihren MTBC-Stämmen aus Ghana analysieren. Wir werden unterschiedliche genetische Wirts-Polymorphismen und assoziierte Pathogen-Interaktionsloci untersuchen und die funktionelle phänotypische Konsequenz der genomischen Variation und der genetischen Assoziationen bestimmen. Unsere Studie wird neue genomische und funktionelle Einsichten in die Rolle der Wirt-Pathogen-Koevolution und die Bedeutung spezifischer Wirt-Pathogen-Genomvariablen liefern, welche die Übertragung spezifischer Genotypen in der Bevölkerung ermöglichen und möglicherweise erklären, warum Maf auf Westafrika beschränkt ist. Die aus dieser Studie gewonnenen Daten werden dabei helfen, Ghanaische Bevölkerungsgruppen zu identifizieren, die mit unterschiedlichen TB-Linien infiziert zu werden. Langfristig wird diese Studie auch Mediziner und politische Entscheidungsträger über die Rolle wirtsgerichteter individualisierter Therapien als Ergänzung zur etablierten TB-Behandlung informieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Ghana, Schweiz
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jacques Fellay; Professor Dr. Sebastien Gagneux, Ph.D.
• ausländ. Mitantragstellerin: Professorin Dr. Dorothy Yeboah-Manu, Ph.D.