Salmonella Typhimurium unterdrücktkonkurrierende Kommensale

durch Induktiondes antimikrobiellen Wirtslektins Reg3β

Christian Stelter

Infektiöser Durchfall

● 1,9 Millionen Todesfälle 3,3% aller Todesfälle (2002)

● Behandlung: orale Rehydrierung, Antibiotika

Kolonisierungsresistenz

● Flora ↔ Wirt: MutualismusMutualismus

● Kolonisierungsresistenz:

Unvermögen eines Pathogen, sich in Gegenwart der kommensalen Flora anzusiedeln.

Modulation der Darmflora

Salmonella Typhimurium

und Citrobacter rodentium

● EntzündungEntzündung

Veränderung der Darmflora

Besiedlung durch Pathogen

Hypothetische Mechanismen

● PathogenförderungPathogenförderung

● Nährstoff-Hypothese

● KommensalenunterdrückungKommensalenunterdrückung

● unterschiedliche Abtötung

Aufklärung einer der molekularen Mechanismen

der Kommensalen-Unterdrückung

durch Salmonella Typhimurium.

Zielsetzung

Experimenteller Ansatz: murines Enteritis Modell

Co-Infektion mit dem Modellkommensalen E. coli

Verdrängung von E. coli

Einfluss der Virulenzfaktoren

● Reproduktion wichtiger Aspekte der Kommensalen-Unterdrückung

Co-Kolonisierung:

● E. coli + avirulente S. Tm

● Defekt in TTSS-1 und TTSS-2

Direkte Interaktion: S. Tm vs. E. coli

● Vermutung: Beteiligung von Wirtsfaktoren

in vitro Co-Kultur:

Keine direkte Unterdrückung

ex vivo Proteomanalyse

● Reg3γ: selektiv bakterizid (gram positiv)

● ~70.000 Reg3β Moleküle / STm

● >70% STm lebensfähig

Ist Reg3β an der Kommensalen-Unterdrückung beteiligt?

Substitution der Reg3β-Expression

● Reg3β ersetzt die für die Unterdrückung notwendigen Virulenzfaktoren

Bindung und bakterizide Wirkung

● Reg3β und Reg3γ: komplementäres, antimikrobielles Spektrum

Peptidoglykan als Zielmolekül

● Reg3β und Reg3γ: Peptidoglykan als relevantes Zielmolekül

Peptidoglykan-Varianten

● L-Lysin: Lactobacillus

● m-DAP: E. coli – Carboxylgruppe

Bacillus – amidiert

Wesentlicher Unterschied:

Eine einzelne, negativ geladene Carboxylgruppe in E. coli

Vergleich: Reg3β und Reg3γ

● R135 ist mit an der selektiven PGN-Interaktion beteiligt

LPS vermittelter Schutz

Lipid A - Modifikationen

● eine rigide LPS-Schicht verhindert den Zugang zum PGN

● Modifikationen von E. coli unzureichend

Limitierte Proteolyse

● Trypsinverdau: Größenreduzierung

Bakterielle Aggregation

● bakterielle Aggregation

● selektives Einfangen von E. coli

● Präzipitation

● Verlust: bakterizide Wirkung

Einfluss der Aggregation in vivo

● Bakterielle Aggregation in vivo vernachlässigbar

Trypsin-resistentes Reg3β:

Präzipitation

bakterielle Aggregation

bakterizide Wirkung

Stringentere ökologische Bedingungen

Intakte Darmflora:

● kein Streptomycin

● Reg3β – Vorbehandlung

● Reg3β erhöht die STm Besiedlung in einer komplexen Darmflora

Zusammenfassung

Interaktion zwischen:

● Pathogen,

● Wirt

● und Darmflora

Ausblick

● Aufklärung weiterer Faktoren:

neben Reg3β z. B. Reg3α,γ,δ

● Therapiemöglichkeit:

Interferenz mit Reg3-Lektinen durch isPGN

Danksagung

Prof. Dr. D. Bumann

Prof. Dr. T. F. Meyer

Prof. Dr. W. D. Hardt