Molekulare Charakterisierung der Rolle von Samenplasma bei der Modulation der Virulenz von uropathogenem E. coli

• Antragstellerin: Dr. Carmen Aguilar
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566383585

Harnwegsinfektionen (HWI), die durch uropathogene Escherichia coli (UPEC) verursacht werden, stellen eine große Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar. Sie führen jährlich zu Millionen von Infektionen, tragen zur Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei und belasten sowohl die Gesundheitssysteme als auch die Lebensqualität der Patienten erheblich. UPEC können alle Organe des Harntrakts und den männlichen Urogenitaltrakt infizieren sowie Reservoire in der Vaginalschleimhaut bilden. Erfolgreiche bakterielle Krankheitserreger erkennen ihre Mikroumgebung und reagieren darauf, indem sie ihre Virulenz Strategien anpassen, ihr Überleben optimieren und ihre Fähigkeit verbessern, eine Infektion im Wirt zu etablieren, aufrechtzuerhalten und auszuweiten. Wenn UPEC in die Blase aufsteigen, führt die Exposition gegenüber Urin zu einer verstärken Expression von Virulenzfaktoren, was ihre Fähigkeit, eine Infektion zu etablieren, verbessert. Trotz der hohen Inzidenz von Infektionen im männlichen Genitaltrakt ist bislang wenig darüber bekannt, wie UPEC auf diese Umgebung reagieren. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass UPEC, die Samenplasma ausgesetzt sind, eine deutliche Transkriptionsantwort zeigen. Diese beinhaltet die Induktion von Virulenzfaktoren sowie eine verstärkte Invasion von Blasen- und Prostatazellen im Vergleich zu Bakterien, die Urin oder LB-Medium ausgesetzt sind. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die Rolle des Samenplasmas bei der UPEC-Infektion zu untersuchen. Zudem sollen entscheidende molekulare Interaktionsschnittstellen zwischen Wirt und Pathogen identifiziert werden, die gezielt zur Unterbrechung der UPEC-Infektion im männlichen Fortpflanzungstrakt, und damit der potenziellen Ausbreitung auf andere Organe wie den Harntrakt oder den weiblichen Genitaltrakt, eingesetzt werden können. Unter Verwendung organoidbasierter Blasen- und Prostatamodelle sowie vaginaler Primärzellen werden wir die Infektionsdynamik von UPEC, die in Samenplasma kultiviert wurden, analysieren. Die Wirtsreaktionen werden hierfür durch Zytotoxizitätstests und die Quantifizierung von Entzündungszytokinen charakterisiert. Um die Komponenten des Samenplasmas zu identifizieren, die die Virulenz von UPEC verstärken, werden wir spezifische Biomoleküle fraktionieren und selektiv abreichern, um anschließend Infektionsversuche durchzuführen. Schließlich werden bakterielle Transkriptions- und funktionelle Genomanalysen, einschließlich RNA-Seq und Transposon-Mutantenbibliothek-Screening, UPEC-Gene und -Signalwege aufdecken, die für eine erhöhte Virulenz im Kontakt mit Samenplasma verantwortlich sind. Diese Ergebnisse sollen entscheidende Infektionsstadien, bakterielle Signalwege und Wirtsfaktoren identifizieren, die die Virulenz von UPEC verstärken. Dies wird unser Verständnis der Wirt-Pathogen-Interaktionen bei HWI signifikant erweitern und die Entwicklung gezielter Antiinfektionsstrategien für HWI und verwandte Infektionen unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen