Die Rolle des LiaXYZ-Systems von Enterococcus faecalis bei der Resistenz gegen Zellhüll-Antibiotika

• Antragstellerin: Professorin Susanne Gebhard, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563781271

Enterokokken sind für etwa 10 % der im Krankenhaus erworbenen Infektionen verantwortlich. Solche Infektionen sind schwer zu behandeln, da die Bakterien resistent gegen viele Antibiotika sind, insbesondere gegen solche, die auf die Zellhülle abzielen, was zu hohen Sterblichkeitsraten führt. Eines der vielversprechendsten Antibiotika zur Behandlung resistenter Enterokokken ist Daptomycin. Dieses Medikament wirkt, indem es die bakterielle Zellwand und die Zellmembran angreift und die Bakterien dadurch abtötet. Allerdings beginnen Enterokokken bereits, eine Resistenz gegen Daptomycin zu entwickeln. Ein genaues Verständnis, wie diese Resistenz funktioniert, ist entscheidend für die Entwicklung besserer Behandlungen. Es wurde festgestellt, dass die Resistenz gegen Daptomycin oft mit Veränderungen in einem regulatorischen System der Bakterien namens LiaFSR zusammenhängt. Diese Veränderungen führen dazu, dass mehrere Gene stark aktiviert werden, darunter eine Gruppe, die für die drei Proteine LiaX, LiaY und LiaZ codiert. Unser Projekt zielt darauf ab, herauszufinden, wie das LiaXYZ-System in E. faecalis funktioniert und wie es das Bakterium vor Daptomycin und anderen Antibiotika schützt. Unsere bisherige Forschung hat uns zu der Hypothese geführt, dass LiaX hilft, die Bakterien vor Daptomycin zu schützen, indem es Membranschäden verhindert oder die Zellwandsynthese aufrechterhält. LiaY interagiert wahrscheinlich mit LiaX und hilft dabei, dessen Position in der Zelle oder der Membran zu kontrollieren. Über LiaZ wissen wir bisher sehr wenig. Eventuell dient es dazu, einige Zellen der Population gezielt abzutöten, aber es ist bisher unbekannt, wie dies zu einer Resistenz führen könnte. In diesem Projekt werden wir genetische und biochemische Techniken einsetzen, um genau zu verstehen, wie stark jedes der drei Proteine zur Daptomycin-Resistenz beiträgt. Wir werden die Proteine mit fluoreszierenden Markern versehen, um ihre Position in der Zelle zu verfolgen und zu beobachten, wie sich ihr Verhalten ändert, wenn das Antibiotikum vorhanden ist. Außerdem werden wir untersuchen, wie LiaX mit Membranen und sich selbst interagiert. Schließlich werden wir testen, wie die Aktivität von LiaZ dazu beiträgt, die Bakterien zu schützen. Insgesamt könnte diese Forschung helfen, bessere Strategien zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Bakterien zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen