Untersuchungen zur Interaktion von kommensalen Bakterien mit Pseudomonas aeruginosa bei Atemweginfektionen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Alexander Dalpke; Dr. Buqing Yi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458912928

Chronische Infektionen mit Pseudomonas aeruginosa tragen zur Mortalität bei Patienten, die an Zystischer Fibrose (CF) leiden, wesentlich bei. Studien an CF Patienten, die das Atemwegmikrobiom mittels 16S rRNA Sequenzierung untersuchten, haben gezeigt, dass kommensale Bakterien möglicherweise wichtig sind in der Kontrolle der durch P. aeruginosa bedingten Krankheitsprogression. Wir haben 147 kommensale Bakterienstämme aus CF Patienten dahingehend untersucht, ob sie in der Lage sind, das Wachstum von P. aeruginosa zu inhibieren. 10 Stämme (3 Spezies) zeigten in wiederholten Experimente eine deutliche Inhibition des Wachstums und der Immunstimulation von P. aeruginosa. Um die Mechanismen solcher Inhibition und die potentiellen Auswirkungen auf die Immunantwort des Wirts besser zu verstehen, wollen wir Koinfektionen in dem Oranoid-Modell der "precision cut lung slices" (PCLS) durchführen. Dazu sollen Transkriptomänderungen nach P. aeruginosa/Kommensalen Koinfektionen mittels dual RNA-seq sowie als Einzelzellsequenzierung untersucht werden. Dual RNA-seq ermöglicht die Untersuchung von Interferenzen mit der Immunantwort des Wirts sowie Interaktionen zwischen Bakterien für mehrere der kommensalen Kandidatenstämme. Einzelzellsequenzierungen erlauben in PCLS die Analyse von Transkriptomänderungen mit hoher zellulärer Auflösung. Der Antrag ergänzt ein laufendes Projekt des Mukoviszidose Instituts. Es werden deshalb ausschließlich zusätzliche Sequenzierkosten beantragt. Mit dem Projekt sollen drei wichtige Fragen beantwortet werden. 1. Welche Änderungen zeigen sich im Transkriptom von P. aeruginosa bei Interaktion mit kommensalen Bakterien und umgekehrt? 2. Welchen Einfluss hat die Koinfektion mit kommensalen Bakterien auf die Immunaktivierung von PCLS durch P. aeruginosa? 3. Welche Zelltypen reagieren in welcher Art und Weise auf eine Monoinfektion mit P. aeruginosa bzw. wie verändert sich die Reaktion nach Koinfektion mit kommensalen Bakterien? Über diese spezifischen Forschungsfragen hinaus werden grundlegende Erkenntnisse zur Interaktion von Kommensalen mit Pathogenen im Kontext der polymikrobiellen Atemweginfektion bei CF Patienten erwartet, die für weiterführende Untersuchungen genutzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen