Entschlüsselung der Rolle des Atemwegsschleims bei der Interaktion zwischen Neisseria meningitidis mit dem Wirt: Der Einfluss von temperaturregulierten Virulenzfaktoren und Mucinen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Alexandra Schubert-Unkmeir
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558830896

Neisseria meningitidis ist ein gramnegativer Erreger, der typischerweise als harmloser Kommensale im oberen Respirationstrakt vorkommt. Unter bestimmten Bedingungen kann dieser Erreger jedoch die mukosale Barriere überwinden, in den Blutkreislauf gelangen und schwere Erkrankungen wie Sepsis und Meningitis auslösen. Während die Interaktion mit Epithelzellen bereits eingehend untersucht wurde, ist noch wenig darüber bekannt, wie N. meningitidis die respiratorische Schleimschicht durchdringt, um eine Infektion zu initiieren. Mikrobielle Pathogene verwenden verschiedene Strategien, um mukosale Barrieren zu überwinden, wie die Transmigration durch Schleim mittels Flagellen, die Sekretion von Mucin-abbauenden Enzymen und die Herunterregulation der Mucinsynthese. In unserem Air-Liquid-Interface (ALI)-Kultivierungsmodell eines polarisierten, schleimproduzierenden Epithels haben wir beobachtet, dass N. meningitidis bei 32°C, der physiologischen Temperatur des Nasopharynx, effizient durch die Schleimschicht migriert. Dieser temperaturabhängige Anstieg der Transmigration war besonders bei hypervirulenten Isolaten (MenB und MenW) ausgeprägt, bei denen ein kleiner Teil der Bakterien erfolgreich die Schleimschicht durchdrang und die Epitheloberfläche erreichte, ohne die Barriereintegrität zu beeinträchtigen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass spezifische temperaturregulierte Mechanismen es N. meningitidis ermöglichen, die Schleimbarriere zu überwinden, was einen kritischen Schritt in der Pathogenese invasiver Erkrankungen darstellt. Die wesentlichen Ziele des Forschungsvorhabens sind (1) temperaturregulierte Virulenzfaktoren zu identifizieren, die die Schleimpenetration erleichtern; (2) die Interaktion zwischen N. meningitidis und wichtigen sekretorischen und membrangebundenen Mucinen (MUC5AC, MUC5B, MUC1, MUC4, MUC16) zu charakterisieren und (3) mittels RNA-Sequenzierung die globale Transkriptionsantwort von N. meningitidis unter Bedingungen zu analysieren, die die Umgebung des Nasopharynx nachahmen. Durch das Verständnis, wie sich N. meningitidis an die nasopharyngeale Umgebung anpasst und die Schleimbarriere überwindet, werden diese Erkenntnisse zum umfassenderen Verständnis der mikrobiellen Pathogenese und der Interaktionen zwischen Wirt und Erreger beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen