Genome lesen – Bakterien verstehen

Bekämpfung von Biofilmen

12.01.2017 - Deutschland

Die medizinische Mikrobiologin Prof. Susanne Häußler erhält einen ERC Consolidator Grant der Europäischen Union. Mit dieser Fördermaßnahme unterstützt der Europäische Forschungsrat ERC jedes Jahr Wissenschaftler aus ganz Europa. Häußler und ihr Team untersuchen am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig Bakterien, die sich durch die Bildung von Biofilmen besonders hartnäckig im Körper festsetzen. Die Zuwendungen für ihr Projekt belaufen sich auf knapp zwei Millionen Euro für eine Laufzeit von fünf Jahren.

In dem EU-unterstützten Projekt will Susanne Häußler die genetische Ausstattung Biofilm-bildender Bakterien, insbesondere des Krankheitserregers Pseudomonas aeruginosa, analysieren. Ziel ist es dabei, die Biofilm-assoziierte Wachstumsform der Bakterien zuverlässig zu identifizieren und deren Schwachstellen für eine wirkungsvollere Therapie zu nutzen. Die Forschungsarbeiten für das Projekt starten voraussichtlich im April.

Pseudomonas aeruginosa ist ein widerstandsfähiges Bakterium, das fast überall in der Umwelt vorkommt. Wenn es sich in Wunden oder in der menschlichen Lunge dauerhaft festsetzt, kann es schwere, oft tödliche Erkrankungen auslösen. Insbesondere Patienten mit Verbrennungen und Mukoviszidose-Erkrankte sind anfällig für eine chronische Infektion mit Pseudomonas aeruginosa: Keine andere Bakterienart kommt häufiger in der Lunge von Mukoviszidose-Patienten vor. Besonders problematisch ist die Fähigkeit der Pseudomonas-Bakterien, sich in einer geschlossenen Schicht – einem sogenannten Biofilm – auf der Haut, dem Lungenepithel oder einer anderen Oberfläche im Körper zusammenzulagern. Durch die Bildung von Biofilmen schützen sich die Bakterien vor der menschlichen Immunabwehr, verhindern aber auch die Wirkung von Antibiotika.

Mit ihrem neuen Projekt COMBAT (für “Clearance of microbial biofilms by advancing diagnostics and therapy”, zu Deutsch: „Biofilm-Bekämpfung durch Verbesserung von Diagnostik und Therapie“) wollen Susanne Häußler und ihr Team den hartnäckigen Erregern zu Leibe rücken. Seit mehreren Jahren studieren sie intensiv die Erbinformation der Bakterien und deren Einfluss auf das bakterielle Verhalten. Mit sogenannten „Omics-Techniken“ – Hochdurchsatz-Verfahren zur Analyse der Biomoleküle in der Zelle – wollen sie jetzt herausfinden, welche Genvariationen die Biofilmbildung und die Widerstandsfähigkeit der Bakterien beeinflussen. Dabei werden neueste Techniken der Datenerhebung und -auswertung zum Einsatz kommen. „Wir haben eine große Menge genomischer Daten von einer Vielzahl von klinischen Stämmen gesammelt“, sagt Häußler. „Jetzt wollen wir die Genome lesen – das System verstehen, um das Verhalten der Bakterien vorhersagen zu können.“ Auf der Basis dieses Wissens sollen dann unter anderem Tests entwickelt werden, um Biofilm-assoziiertes Wachstum von Pseudomonas sicher zu erkennen. „Dadurch können wir langfristig effektivere und individuell auf den Patienten zugeschnittene Therapien entwickeln“, sagt Häußler.

Diesem Ziel dient auch ein weiterer Schwerpunkt des COMBAT-Projekts: „Unsere Analysen werden uns Aufschluss über die Grundlagen der bakteriellen Stressantworten geben, also der Gegenmaßnahmen, mit denen die Bakterien auf Belastungen wie beispielsweise Antibiotika reagieren“, sagt Häußler. „Diese Stressantworten gehen der Ausbildung von Schutz-Biofilmen in der Regel voraus. Das Verständnis ihrer Mechanismen wird uns Möglichkeiten eröffnen, sie frühzeitig zu blockieren.“

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