Untersuchung der Struktur und Biosynthesewege von Glykosylglycerolipiden und Teichonsäuren in Streptococcus suis sowie deren Einfluss auf dessen Pathogenität

• Antragsteller: Dr. Nicolas Gisch
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Analytische Chemie ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536971318

Teichonsäuren (TAs) stellen einen wichtigen Bestandteil der Zellwand des Zoonose-Erregers Streptococcus suis, der primär Schweine infiziert, dar. Die Struktur der Lipoteichonsäure (LTA) konnten wir bereits aufklären und zeigen, dass S. suis das erste bekannte Bakterium ist, das eine LTA mit zwei aufeinander aufbauenden Strukturtypen produziert. Zum einen haben wir eine Typ I-LTA, gekennzeichnet durch eine poly-Glycerolphosphatkette, nachgewiesen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass dieser LTA ein weiterer Anteil an komplexeren, glykosylierten Einheiten repetitiv hinzugefügt werden. Innerhalb der Serotyp 2-Stämme von S. suis konnten wir zwei unterschiedliche Klassen dieser komplexeren LTA-Moleküle belegen. Erste Experimente in Zell-basierten Experimenten sowie Mausinfektionsmodellen unter Verwendung eines genetisch modifizierten Stammes, in dem die Glykosylierung der LTA-Kette unterbunden ist, zeigten, dass diese einen großen Einfluss auf die S. suis-Pathogenität hat. Ein Ziel dieses Projektes ist daher LTA-Strukturvarianten in weiteren, vor allem in Deutschland und Nordamerika relevanten Serotypen, nachzuweisen. Weiterhin werden wir die LTA-Biosynthese von Stämmen der Sequenztypen ST1 und ST25 des Serotyps 2, in denen diese komplex-glykosylierten LTA-Moleküle nachgewiesen wurden, untersuchen und hierbei durch Deletion ausgewählter, putativ beteiligter Gene funktionale Einblicke gewinnen. Über die Wandteichonsäure (WTA) und ihre Bedeutung für die Pathogenität von S. suis ist noch nahezu nichts bekannt. Ihre Anwesenheit in der S. suis-Zellwand wurde bisher noch nicht auf molekularer Ebene belegt. Wir konnten aber die Anwesenheit von zwei Zellwand-gebundenen Polysacchariden in S. suis nachweisen. Zum einen handelt es sich hierbei um das bekannte Kapselpolysaccharid, das andere Polymer weist Struktureinheiten auf, die klar auf eine WTA hindeuten. Die grundsätzliche WTA-Struktur sowie eine mögliche Sequenztypen-Spezifizität der WTA des Serotyps 2 sowie anderer Serotypen ist Ziel der geplanten Analysen. Es soll geklärt werden, ob die WTA vollständig konserviert vorliegt oder ob es vergleichbare Sequenztyp-/Serotyp-spezifische Varianten gibt, wie es für LTA nachgewiesen wurde. In der Zellwand von S. suis sind drei Glykoglycerolipide konstitutiv nachweisbar, wobei nur eines als LTA-Anker fungiert. Glykoglycerolipide anderer Bakterien sind bereits als Interaktionspartner des C-type Lectin-Rezeptors Mincle beschrieben. In diesem Teilprojekt sollen die S. suis-Glykoglycerolipide zusammen mit ähnlichen, in ihrer Struktur bekannten Molekülen anderer Bakterien systematisch analysiert und bezüglich der Interaktion mit Mincle verglichen werden. Insgesamt gesehen soll dieses Projekt also detaillierte Einblicke in die Struktur und Biosynthesewege von Glykosylglycerolipiden und Teichonsäuren in S. suis liefern, um darauf basierend neue therapeutische Ansatzpunkte gegen diesen zoonotischen Erreger definieren zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Kooperationspartner: Professor Dr. Nahuel Fittipaldi; Professor Dr. Marcelo Gottschalk