Bedeutung eines RTX-Adhäsins für die Pathogenese der Bronchopneumonie: Rodentibacter heylii-Immunogen A (RhiA)-abhängige Biofilmbildung und deren Kontrolle durch RhiA-spezifische Immunität

• Antragstellerin: Dr. Sophie Kähl
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524629637

Rodentibacter (R.) heylii gehört zu den am häufigsten isolierten bakteriellen Erregern bei Labormäusen. Er ruft unter anderem Bronchopneumonien, Konjunktivitiden und Abszesse hervor, kann aber auch durch subklinische Verläufe unbemerkt Einfluss auf Tierversuche nehmen. Die Pathogenese ist weitgehend ungeklärt, lediglich drei potenzielle Virulenzfaktoren (PnxI, PnxII, PnxIII) aus der Familie der RTX (Repeats in toxin)-Toxine sind beschrieben. Diesen Proteinen werden zytotoxische, hämolytische und adhäsive Funktionen zugeschrieben. Im Gegensatz zu RTX-Toxinen anderer Spezies sind diese drei allerdings noch nicht in vivo funktionell untersucht worden. Ein weiteres, kürzlich identifiziertes RTX-Protein ist RhiA. RhiA wurde von uns mittels Immunproteomtechnik als Immunogen identifiziert. Wir konnten mittels ELISA, Immunhistologie und Western Blot zeigen, dass RhiA in vivo und in vitro exprimiert wird. Durchflusszytometrische Daten belegen die Lokalisation auf der bakteriellen Oberfläche. Aufgrund spezifischer RTX-consensus- (IXGGXGNX) und RTX-like-Sequenzen (IXGXGNX) der Primärstruktur sowie 17 großer Tandemrepeats wird es den RTX-Adhäsinen zugeordnet. Adhäsine können die Bindung von Bakterien an Oberflächen vermitteln und so initial zur Invasion und Biofilmbildung führen. Biofilme wiederum bieten Bakterien Schutz vor der Immunabwehr des Wirtes und anderen Einflüssen wie Antibiotika. In diesem Projekt soll die Hypothese untersucht werden, dass RhiA ein Adhäsin ist und eine wichtige Rolle in der Biofilmbildung und Pathogenese von R. heylii spielt. Hierfür wird eine Deletionsmutante eines RhiA-tragenden R. heylii Stammes erzeugt, welche kein RhiA mehr exprimiert. Wildtyp und Mutante werden anschließend in vitro mittels Western Blot, Durchflusszytometrie, Adhärenzversuchen und Biofilmassays vergleichend analysiert. Zusätzlich haben wir für R. heylii ein Tiermodell im natürlichen Wirt, der Maus, aufgebaut, in dem sowohl die Morbidität und Mortalität als auch die Biofilmbildung in der Lunge untersucht werden kann. Dies soll genutzt werden, um die Virulenzunterschiede zwischen Wildtyp und Mutante zu analysieren. Des Weiteren soll die protektive Wirkung spezifischer Antikörper nach Immunisierung mit RhiA untersucht werden. Hierbei wird sowohl der homologe Schutz gegen R. heylii-Infektion als auch die Protektion gegen den nahe Verwandten R. pneumotropicus durch experimentelle Infektion analysiert werden. Sämtliche Tierversuche werden immunologisch, pathohistologisch und bakteriologisch ausgewertet, um präzise Aussagen zur RhiA-abhängigen Pathogenese von R. heylii treffen zu können. Neben der erstmaligen Etablierung der Mutagenese in R. heylii ist das Infektionsmodell zur Analyse der Pathogenese der Bronchopneumonie im natürlichen Wirt ein Alleinstellungsmerkmal dieses Projektes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen