Konfokales Laserscanning-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544270579

Bakterielle Krankheitserreger sind aktuell weltweit eine große Bedrohung, die sich mit dem zunehmenden Wegfall von Behandlungsmöglichkeiten und fehlender Impfmöglichkeiten in Zukunft noch wesentlich verschärfen wird. Um die Mechanismen der Krankheitsentstehung verstehen zu können, ist ein grundlegendes Verständnis der Interaktion von pathogenen Bakterien mit menschlichen Zellen wichtig, gerade für die Entwicklung von Diagnostika und neuen Therapeutika. Intrazelluläre bakterielle Krankheitserreger sind in diesem Zusammenhang eine besondere Herausforderung, da sie die Immunantwort des Wirts und die Wirkung antimikrobielle Medikamente umgehen können, indem sie sich in ihren Wirtszellen verstecken. Für die Untersuchung der Wirt-Pathogen Wechselwirkungen werden in jüngster Zeit vermehrt Organoide und Organ-on-Chip-Mikrofluidik-Technologien als experimentelle Systeme eingesetzt, die es ermöglichen, Infektionen ähnlich der in vivo-Situationen zu untersuchen. Dies hat unser Verständnis darüber, wie sich Infektionskrankheiten in vivo entfalten könnte, erheblich erweitert. Angesichts der inhärenten dreidimensionalen (3D) Architektur solcher Proben und der unterschiedlichen Zeitskalen infektionsbezogener Prozesse (von Minuten bis zu Tagen) ergeben sich spezifische Anforderungen an Mikroskope, die für eine Auflösung der biologischen und infektionsbezogenen Prozesse in Zeit und Raum eingesetzt werden können. Für diese Arbeiten haben wir bisher konfokales Leica TCS SP5 Laser-Scanning Mikroskop (LSM) eingesetzt, für das jetzt nach 12 Jahren Einsatz die Herstellerfirma wegen fehlender Ersatzteile keine Wartung mehr anbietet und bei dem bereits mehrere Laserlichtquellen ausgefallen sind. Deshalb beantragen wir die Ersatzbeschaffung eines konfokalen LSM für die Visualisierung und Quantifizierung von 3D-Proben mit lebenden Zellen (infiziert oder steril) über kurze, aber auch lange Zeiträume. Mit der Ersatzbeschaffung soll die Voraussetzung geschaffen werden, weiterhin modernste Methoden der Mikroskopie für die Erforschung von Infektionskrankheiten zu entwickeln und zu nutzen. Dazu zählen die zeitlich aufgelöste Beobachtung von Infektionsvorgängen an lebenden Objekten, Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) zur Darstellung der Interaktion von Wirtsfaktoren sowie von bakteriellen Faktoren und die Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP) zur Beobachtung dynamischer Prozesse in Wirtszellen als Antwort auf die Infektion. Diese Mikroskopietechniken gehören heute international zu den Standardtechniken, dynamische Prozesse auf molekularer Ebene aufzulösen. Auch hochauflösende Techniken wie die Expansion-Mikroskopie kommen zum Einsatz. Das Ersatzmikroskop soll im S2-zugelassenen Mikroskopieraum des Lehrstuhls für Mikrobiologie für die zahlreichen Projekte im Bereich der Wirt-Pathogeninteraktion installiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laserscanning-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• Leiter: Professor Dr. Thomas Rudel