Molecular pathogenesis of avian pathogenic E.coli (APEC) septicemia in chicken
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Aviär pathogene Escherichia coli (APEC), eine Untergruppe der extraintestinal pathogenen E. coli (ExPEC), rufen beim Geflügel systemische Infektionskrankheilen hervor, die hohe ökonomische Verluste bedingen. Nach Infektion der primären Eintrittspforte Lunge induzieren die Erreger massive Inflammationsreaktionen innerer Organe (z.B. Luftsack, Herz, Milz, Leber, Niere etc.). Obwohl aufgrund intensiver Forschungsarbeiten eine Reihe von Virulenz-assozIierten Faktoren identifiziert wurde, ist die molekulare Pathogenese weitestgehend unklar. Dies ist u.a. auf die Tatsache zurückzuführen, dass der APEC-Pathotyp nichl klar definiert ist. Zudem liegen auch keine hinreichend erfolgreichen Bekämpfungsmaßnahmen vor, denn Vakzinen sind nur partiell wirksam und aufgrund der fulminanten Pathogenese greifen entzündungshemmende oder antiinfektive Therapien oft zu spät. Deshalb ist die Aufklärung der molekularen Pathogenese unter eindeutiger Definierung des APEC-Patholyps unser oberstes Ziel. Dies erreichen wir durch i) die Etablierung einer molekularen Diagnostik über die Typisierung einer permanent wachsenden Stammsammlung, ii) die Identifizierung der phylogenetisch und epidemiologisch relevanten APEC, iii) die Analyse der Biologie repräsentativer APEC in vivo im natürlichen Hühner-Infektlonsmodell, sowie iv) die Identifizierung zoonotischer APEC-Subgruppen. Unter Nutzung des hochvirulenten APEC-Stammes IMT5155 (ST140; 02:K1: H5) und Verwendung verschiedener molekularer Techniken (Signature Tagged Mutagenesis, isogene Mutagenese, Suppression Subtractive Hybridization) und Analyse des biologischen Verhaltens generierter IMT5155-Mutanten im Hühner-Infektionsmodell, identifizierten wir eine Vielzahl bislang unbekannter Virulenz-assoziierter und regulatorischer Gene, die in silico, in vitro und in vivo funktionell charakterisiert werden. Hierbei nimmt z.B. der erstmals funktionell identifizierte Transkriptionsregulator YjjQ eine zentrale Rolle ein, da er in vitro bzw. in vivo eine differentielle Regulation bestimmter Zielgene reguliert. Letztlich soll unser gewachsenes Verständnis der molekularen APEC-Pathogenese zur Entwicklung wirksamer spezifischer Vakzinen führen, wodurch auch der therapeutische Einsatz von Antiinfektiva reduziert wird. Aufgrund des Zoonosepotenzials der APEC leisten wir zudem einen „Public Health"-Beitrag.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2005) Identification of essential genes for avian Escherichia coli septicaemia by Signaturetagged mutagenesis. Infect Immun 73:2818-2827
Li G, Laturnus C, Ewers C, Wieler L H
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(2007) Avian pathogenic, uropathogenic and newborn meningitis causing Escherichia coli: how closely related are they? Int J Med Microbiol 297:163-176
Ewers C, Li G, Wllking H, Kießling S, Alt K, Antao EM, Laturnus C, Diehl I, Glodde S, Homeier T, Böhnke U, Steinrück H, Philipp HC, Wieler LH
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(2008) Characterization of a yjjQ mutant of avian pathogenic E. coli (APEC). Microbiol SGM 154:1082-1093
Li G, Ewers C, Laturnus C, Diehl I, Alt K, Dai J, Antao EM, Schnetz K, Wieler L H
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(2009) Intestine and environment of the chicken as reservoirs for extraintestinal pathogenic Escherichia coli strains with zoonotic potential. Appl Environ Microbiol 75:184-92
Ewers C, Antao EM, Diehl I, Philipp HC, Wieler LH
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(2009) Signature-tagged mutagenesis in a chicken infection model leads to the identification of a novel Avian Pathogenic Escherichia coli fimbrial adhesin. PLOS One, Nov 2009; 4(11), e7796
Antao EM, Ewers C, Gürlebeck D, Preisinger R, Homeier T, Li G, Wieler L H
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(2010) Suppression subtractive hybridization identifies an autotransporter adhesin gene of E coli 1MT5155 specifically associated with avian pathogenic Escherichia coli (APEC). BMC Microbiology 2010 10:236
Dai J, Wang S, Güriebeck D, Laturnus C, Günther S, Shi Z, Lu C, Ewers C
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(2010) The GimA locus of extraintestinal pathogenic E coli: does reductive evolution correlate with habitat and pathotype? PLOS One, Nov 2010; 5(5), e10877
Homeier T, Semmler T, Wieler L H, Ewers C
